[發明專利]反應堆核測系統

有效

• 申請號: 201610256744.9
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN106057259B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 黃國慶;賴偉;嚴慧娟;陳永忠
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: G21C17/10
• 分類號: G21C17/10
• 代理公司: 上海弼興律師事務所31283
• 代理人: 薛琦,王聰

技術領域

本發明涉及一種基于高速采樣技術的數字化的反應堆核測系統。

背景技術

反應堆核測系統是反應堆必不可少的系統之一，通過監測中子注量率來快速得到反應堆功率水平，從而向操作人員提供反應堆信息。然而，反應堆從啟動到滿功率運行，其核功率的動態變化范圍達到11個數量級，具體為10^-9％-200％的額定功率，現有技術中很難使用一種探測器和電路來覆蓋如此寬的量程。而常規的核測量系統通常采用三種不同的量程的8個獨立測量通道來測量反應堆功率，即2個源量程通道、2個中間量程通道和4個功率量程通道，它們各自配備性能各異和測量范圍不同的探測器。

在反應堆堆外核測量系統的8個獨立測量通道中，每個通道均包括相互連接的中子探測器和由全模擬電路構成的處理電路，即該處理電路為全模擬化的硬件電路，而全模擬化的處理電路使得整個堆外核測量系統設計復雜、實現工藝困難，且模擬電路本身存在控制精度低、動態響應慢、參數設定不方便、溫度漂移嚴重、容易老化等缺點。因此，現有技術中的反應堆核測系統亟待改進。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中反應堆核測系統測量反應堆的功率采用全模擬電路構成的處理電路導致的控制精度低、動態響應慢、參數設定不方便、溫度漂移嚴重、容易老化等缺陷，提供一種反應堆核測系統。

本發明是通過下述技術方案解決上述技術問題的：

一種反應堆核測系統，其特點在于，包括探測器、放大模塊、采樣模塊和處理模塊；

所述探測器用于在一預設電壓下探測反應堆的粒子信號；

所述放大模塊用于放大所述粒子信號；

所述采樣模塊用于以一采樣頻率采樣所述粒子信號，并將所述粒子信號轉化為數字信號，所述采樣頻率大于等于10MHz(兆赫茲)；

所述處理模塊用于對所述數字信號進行濾波整形，并提取濾波整形后的數字信號的電性參數，再根據所述電性參數計算所述反應堆的功率數據。

較佳地，所述電性參數包括所述數字信號的脈沖信息、所述數字信號的均方電壓信息和所述數字信號的輸出電流信息，所述處理模塊還用于根據所述脈沖信息計算所述反應堆在第一功率量程的功率數據，根據所述均方電壓信息計算所述反應堆在第二功率量程的功率數據，根據所述輸出電流信息計算所述反應堆在第三功率量程的功率數據，所述第一功率量程小于所述第二功率量程，所述第二功率量程小于所述第三功率量程。

較佳地，所述采樣模塊包括一高速ADC(Analog to Digital Converter，模數轉換器)芯片，所述處理模塊包括一FPGA(Field－Programmable Gate Array，現場可編程門陣列)芯片。

較佳地，所述預設電壓的范圍為500v-3000v(伏)，和/或，所述采樣頻率的范圍為10MHz-250MHz，和/或，所述放大模塊的放大系數為10³-10⁴。

較佳地，所述反應堆核測系統還包括一開關量接收模塊；

所述開關量接收模塊用于接收一開關控制信號，并將所述開關控制信號發送至所述處理模塊；

所述處理模塊還用于在接收到所述開關控制信號后執行對所述反應堆核測系統的控制。

較佳地，所述反應堆核測系統還包括一故障檢測模塊；

所述故障檢測模塊用于檢測所述FPGA芯片上每一節點的信號值，并在其中一節點的信號值與所述節點的信號預設值的差值大于一第一閾值時發出報警信號，所述信號值包括電壓值和電流值。

較佳地，所述處理模塊還用于判斷所述功率數據是否超過所述功率數據對應的保護整定值，若是，發出停堆保護信號。

較佳地，所述反應堆核測系統還包括一輸出模塊，所述輸出模塊用于將所述功率數據轉換為模擬量后輸出，和/或，用于通過一總線將所述功率數據傳輸至外部設備。

較佳地，所述反應堆核測系統還包括一設置模塊，所述設置模塊用于設置所述放大模塊的放大系數、所述采樣頻率、所述功率數據的影響因子以及所述第一閾值。

較佳地，所述反應堆核測系統還包括一檢驗模塊，所述檢驗模塊用于通過一信號發生器發送一標準檢驗信號至所述采樣模塊，并在所述處理模塊處理的數字化的所述標準檢驗信號的結果與所述標準檢驗信號的差值大于一第二閾值時發出報警信號。