[發明專利]低中子注量率下的監測裝置及其數據處理方法

在審

• 申請號: 202011247038.0
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112382424A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 張蕓;羅庭芳;李文平;朱宏亮;青先國;茍拓;王銀麗;蔣天植;包超;沈峰;黃有駿;高志宇;林超;喻恒;孫琦;袁航;單偉
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C17/10
• 分類號: G21C17/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發明公開了低中子注量率下的監測裝置及其數據處理方法，涉及反應堆儀控測量領域，解決了低注量率情況下反應堆已有的監測手段已無法實現啟堆期間對堆芯狀態的有效監測的問題。本發明包括安裝于堆芯外儀表井內的探測器和處理探測器信號的二次儀表；內層芯體包括三段對中子靈敏的³He管，三段³He計數管均勻布置，縱向覆蓋堆芯高度，并通過加法電路將三段計數管信號合并為一路信號輸出至二次儀表。本發明可應用于在無外加一次中子源的反應堆啟動過程中的堆芯狀態監測。

技術領域

本發明涉及反應堆儀控測量領域，具體涉及低中子注量率下的監測裝置及其數據處理方法。

背景技術

目前國內外核電廠(俄羅斯的VVER堆型除外)在首次裝料及達臨界過程中，都會在堆芯引入一次中子源，提高堆芯中子注量率水平，以便通過相應的儀表對整個堆芯裝料及達臨界過程的堆芯狀態進行監測，確保反應堆的安全性。

一次中子源存在進口受限，運輸、存儲困難，價格昂貴等缺點。取消一次中子源將成為核電技術發展的趨勢，將很大程度上提高核電技術的先進性、經濟性、安全性。

有源啟動中，在反應堆堆外會設置堆外核儀表系統用于連續監測反應堆功率和功率水平的變化。核儀表系統設置了一系列測量中子注量率的探測器，采用三個量程的設計(源量程、中間量程、功率量程)分別應用于反應堆運行的不同階段，實現反應堆連續保護和控制。

然而取消一次中子源后堆外核測探測器所處位置的中子注量率水平相較于有源啟動至少將降低2個量級，低注量率情況下反應堆已有的監測手段已無法實現啟堆期間對堆芯狀態的有效監測，因此需要發明設計新的監測手段保障無源啟動期間的有效監測。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：低注量率情況下反應堆已有的監測手段已無法實現啟堆期間對堆芯狀態的有效監測，本發明提供了解決上述問題的低中子注量率下的監測裝置及其數據處理方法。在反應堆取消一次中子源后啟堆過程中低中子注量率情況時也能對堆芯狀態進行監測，保證反應堆的安全啟動。

本發明通過下述技術方案實現：

低中子注量率下的監測裝置，包括安裝于堆芯外儀表井內的探測器和處理探測器信號的二次儀表；

所述探測器包括內層芯體；

內層芯體包括三段對中子靈敏的³He管，三段³He計數管均勻布置，縱向覆蓋堆芯高度，并通過加法電路將三段計數管信號合并為一路信號輸出至二次儀表。

進一步地，所述探測器還包括外層慢化體，所述慢化體與芯體相互獨立，所述慢化體為一個屏蔽層；

所述慢化體用于將堆芯泄漏的快中子慢化為探測器芯體可捕獲測量的熱中子。

進一步地，二次儀表包括信號調理器及數字處理器；

信號調理器將所述加法電路輸出的脈沖信號轉換為標準信號并通過網絡送到數據處理器，數據處理器對來自信號調理器的輸入信號進行連續的讀取，讀取數據并完成數據處理、數據貯存、計算、屏幕顯示及數據輸出。

進一步地，所述信號調理器低紋波低壓電源、脈沖信號放大器和信號變換器，所述信號調理器對輸入信號進行脈沖放大，數字處理，所述信號調理器將輸入的脈沖信號轉換為標準信號發送至數據處理器。

進一步地，所述信號調理器對應每路輸入信號包括一組電路模塊；

一組電路模塊包括1個模擬低壓電源模塊、1個數字低壓電源模塊、1個脈沖放大模塊、1個高壓電源模塊以及1個數字處理模塊；

模擬低壓電源模塊將220V/50Hz交流電源轉換為直流電源，為脈沖放大模塊和高壓電源模塊提供低壓電源；