一种保护系统的制作方法

1.本发明涉及核电设计领域，尤其涉及一种保护系统。


背景技术：

2.为保证反应堆安全，在设计中要求燃料组件表面的最大热流密度小于临界热流密度，从而引入了dnbr(departure from nucleate boiling ratio，偏离泡核沸腾比)。同时，为了避免堆芯线功率密度过高，引入了lpd(linear power density，线功率密度)。
3.目前，在实现dnbr和lpd保护功能时，对检测信号的处理及运算都是在一个机柜设备中进行的，这就使得机柜设备体积庞大且结构复杂，不便于日常的维修、维护，而且，机柜设备由于需要与中子通量探测器与核电厂dcs系统相连，所以其对安全级别要求较高(属于安全级设备)，这样，使得机柜设备的制造成本大大增加，也提高了设备安全审查通过的难度。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的体积庞大、结构复杂、制造成本大的缺陷，提供一种保护系统。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种保护系统，用于反应堆的dnbr/lpd保护，包括：
6.连接于多个中子通量探测器及核电厂dcs系统的机柜，用于对多个中子通量探测器的检测信号进行预处理以生成检测输出信息，并根据所述检测输出信息、从所述核电厂dcs系统接收到的一二回路过程仪表的测量信息、及从上位机定期接收到的校刻态堆芯状态信息生成dnbr/lpd保护信号；
7.连接于所述机柜及所述核电厂dcs系统的上位机，用于根据从所述机柜接收到的检测输出信息及从所述核电厂dcs系统接收到的一二回路过程仪表的测量信息定期生成校刻态堆芯状态信息；
8.其中，所述机柜为安全级设备，所述上位机为非安全级设备。
9.优选地，所述上位机的数量为两个，且两个上位机互为热备用。
10.优选地，所述机柜包括：
11.采集模块，用于对对多个中子通量探测器的检测信号进行实时采集；
12.连接于所述采集模块的过滤模块，用于对采集信号中的无效信号进行滤除；
13.连接于所述过滤模块的补偿模块，用于对滤除无效信号后的信号进行延时补偿；
14.连接于所述补偿模块的计算模块，用于对延时补偿后的信号进行极电流的累计电荷计算；
15.用于根据自身软件硬件的当前运行状态生成状态信号的状态生成模块；
16.连接于所述采集模块、所述补偿模块、所述计算模块及所述状态生成模块的传送模块，用于根据采集信号、延时补偿信号、累计电荷、状态信号生成检测输出信息并向所述
上位机传送；
17.接收模块，用于定期从所述上位机接收所述校刻态堆芯状态信息；
18.保护模块，用于根据所述检测输出信息、所述校刻态堆芯状态信息及从所述核电厂dcs系统接收到的一二回路过程仪表的测量信息生成dnbr/lpd保护信号。
19.优选地，传送模块为网络通信模块，且所述机柜与所述上位机之间通过通信网络连接。
20.优选地，还包括设置在所述机柜与所述上位机之间的网关，用于实现所述机柜与所述上位机之间的单向通信。
21.优选地，所述机柜与所述上位机之间通过单根光纤连接。
22.优选地，所述上位机包括第一dvd读写光驱，用于定期将所生成的校刻态堆芯状态信息写入所放入的光盘；
23.所述接收模块包括第二dvd读写光驱，用于定期从所放入的光盘中读取所述校刻态堆芯状态信息。
24.优选地，所述上位机包括第一usb接口，用于定期将所生成的校刻态堆芯状态信息写入所插入的u盘；
25.所述接收模块包括第二usb接口，用于定期从所插入的u盘中读取所述校刻态堆芯状态信息。
26.优选地，所述机柜的接收模块与所述上位机之间通过可插拔的传输线连接，而且，在需要传送所述校刻态堆芯状态信息时，所述接收模块与所述上位机之间的传输线为连接状态；在不需要传送所述校刻态堆芯状态信息时，所述接收模块与所述上位机之间的传输线为断开状态。
27.在本发明所提供的技术方案中，由于对实现反应堆dnbr/lpd保护功能的保护系统进行了合理的功能划分：对检测信号进行预处理及生成保护信号的机柜；进行中间信号计算的上位机。所以，更方便设备日常的维修及维护，而且，由于机柜为安全级设备，上位机为非安全级设备，所以，降低了保护系统的制造成本及安全审查通过的难度。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
29.图1是本发明保护系统实施例一的逻辑结构图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.图1是本发明保护系统实施例一的逻辑结构图，该实施例的保护系统100用于反应
堆的dnbr/lpd保护，且与核电厂dcs系统相连，其中，核电厂dcs系统与控制棒驱动机构相连，用于实现反应堆停堆功能，为安全级设备，另外，其可提供主泵转速、冷段温度、稳压器压力、功率信号、控制棒棒位等一二回路过程仪表的测量信息。
32.结合图1，该实施例的保护系统100包括机柜10和上位机20，其中，机柜10连接于多个中子通量探测器及核电厂dcs系统，且用于对多个中子通量探测器的检测信号进行预处理以生成检测输出信息，并根据所述检测输出信息、从所述核电厂dcs系统接收到的一二回路过程仪表的测量信息、及从上位机定期接收到的校刻态堆芯状态信息生成dnbr/lpd保护信号，其中，检测输出信息包括：信号极电流、补偿极电流、机柜状态、累积电荷、状态信号等；一二回路过程仪表的测量信息包括：主泵转速、冷段温度、稳压器压力、功率信号、控制棒棒位等信息；dnbr/lpd保护信号经核电厂dcs系统送入控制棒驱动机构，用于实现停堆控制。上位机20分别连接机柜10及核电厂dcs系统，且用于根据从机柜10接收到的检测输出信息及从核电厂dcs系统接收到的一二回路过程仪表的测量信息定期生成校刻态堆芯状态信息。另外，机柜10为安全级设备，上位机20为非安全级设备。
33.在该实施例的技术方案中，由于对实现反应堆dnbr/lpd保护功能的保护系统进行了合理的功能划分：对检测信号进行预处理及生成保护信号的机柜；进行中间信号的计算的上位机，所以，更方便设备日常的维修及维护，而且，由于机柜为安全级设备，上位机为非安全级设备，所以，降低了保护系统的制造成本及安全审查通过的难度。
34.进一步地，在一个可选实施例中，上位机的数量为两个，且两个上位机互为热备用。具体地，上位机从机柜接收检测输出信息(包括信号极电流、补偿极电流、机柜状态、累积电荷等变量)，从核电厂dcs系统接收一二回路过程仪表测量信息，实现堆芯通量图计算、燃耗修正系数计算等功能，并每隔一定周期(例如为7天)提供一次保护算法所需要的校刻态堆芯状态信息。
35.进一步地，在一个可选实施例中，机柜包括：采集模块、过滤模块、补偿模块、计算模块、状态生成模块、传送模块、接收模块、保护模块。其中，采集模块用于对对多个中子通量探测器的检测信号进行实时采集；过滤模块连接于采集模块，且用于对采集信号中的无效信号进行滤除；补偿模块连接于过滤模块，且用于对滤除无效信号后的信号进行延时补偿；计算模块连接于补偿模块，且用于对延时补偿后的信号进行极电流的累计电荷计算；状态生成模块用于根据自身软件硬件的当前运行状态生成状态信号；传送模块连接于采集模块、补偿模块、计算模块及状态生成模块，且用于根据采集信号、延时补偿信号、累计电荷、状态信号生成检测输出信息并向上位机传送；接收模块用于定期从上位机接收所述校刻态堆芯状态信息；保护模块用于根据所述检测输出信息、所述校刻态堆芯状态信息及从所述核电厂dcs系统接收到的一二回路过程仪表的测量信息生成dnbr/lpd保护信号。
36.在该实施例中，机柜首先对检测信号进行调理和采集，去除无效信号，然后通过延迟补偿算法对信号进行延迟补偿，还对延时补偿后的信号的极电流的累计电荷进行计算，以及生成状态信号，该状态信号用于表征检测信号预处理通道是否失效，该失效需表征信号采集回路故障以及机柜软件和硬件故障影响。另外，当从上位机获取到定期更新的校刻态的堆芯状态参数后，结合校刻态的堆芯状态参数以及延迟处理后的信号及状态信号，通过功率映射算法重构堆芯的功率分布，并根据重构后的堆芯功率分布实时计算堆芯的最大lpd值和最小dnbr值，然后结合lpd整定值及dnbr整定值来实现lpd与dnbr保护功能。
37.进一步地，在一个可选实施例中，机柜的传送模块为网络通信模块，且机柜与上位机之间通过通信网络连接，例如，采用安全级通讯网络modbus进行数据传输。
38.进一步地，该保护系统还包括设置在机柜与上位机之间的网关，网关用于实现所述机柜与所述上位机之间的单向通信，即，限制数据只能从机柜经过网关传向上位机，上位机的数据无法传至机柜。
39.进一步地，机柜与上位机之间通过单根光纤连接，一方面，使用光纤通信可减少电磁干扰的影响，另一方面，由于仅配备发数据的光纤，所以物理上做到只发不收，这样便起到了安全隔离的作用，保证非安全级的上位机的数据不会流入安全级的机柜内。
40.进一步地，在一个可选实施例中，上位机包括第一dvd读写光驱，用于定期将所生成的校刻态堆芯状态信息写入所放入的光盘；机柜的接收模块包括第二dvd读写光驱，用于定期从所放入的光盘中读取所述校刻态堆芯状态信息。该实施例中，由操纵员采用光盘介质来手动更新数据，在保证传输信号完整性的基础上，确保了保护系统的整体安全性。
41.进一步地，在一个可选实施例中，上位机包括第一usb接口，用于定期将所生成的校刻态堆芯状态信息写入所插入的u盘；机柜的接收模块包括第二usb接口，用于定期从所插入的u盘中读取所述校刻态堆芯状态信息。该实施例中，由操纵员采用u盘介质来手动更新数据，在保证传输信号完整性的基础上，确保了保护系统的整体安全性。
42.进一步地，在一个可选实施例中，机柜的接收模块与上位机之间通过可插拔的传输线连接，而且，在需要传送所述校刻态堆芯状态信息时，接收模块与上位机之间的传输线为连接状态；在不需要传送所述校刻态堆芯状态信息时，接收模块与所述上位机之间的传输线为断开状态。
43.在该实施例中，机柜的接收模块与上位机之间采用的是离线信号接口，在保证传输信号完整性的基础上，确保了保护系统的整体安全性。
44.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。