一种数字化核仪表RPN系统的制作方法

本实用新型属于反应堆控制和保护的技术领域，尤其涉及一种数字化核仪表RPN系统。

背景技术：

传统的核电站RPN系统的控制机柜RPN001～005AR是基于模拟板件技术的设备，在达到一定的使用周期，需要对板件的老化进行相应的处理；目前由于基于模拟板件技术的备件供应量逐渐减少，采购成本也逐渐升高，而且现有的模拟板件技术也无法满足核电系统解决现场问题的需求以及接口的需求；基于传统的模拟板件技术更换设备元件难以彻底解决系统老化和技术落后的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种数字化核仪表系统，以解决现有技术中模拟板件技术更换设备元件难以彻底解决系统老化和技术落后的问题。

本实用新型实施例提供了一种数字化核仪表RPN系统，包括：中子探测器、保护柜和控制柜；所述中子探测器测得中子通量信号，并将所述中子通量信号发送至保护柜，所述保护柜对接收的中子通量信号进行数字化调整、处理后发送至控制柜；

所述中子探测器包括：2个源量程探测器、2个中间量程探测器和4个功率量程探测器；所述保护柜包括：第一保护柜、第二保护柜、第三保护柜、第四保护柜；

所述2个源量程探测器分别与第一保护柜和第二保护柜连接；

所述2个中间量程探测器分别与第一保护柜和第二保护柜连接；

所述4个功率量程探测器分别分别与第一保护柜、第二保护柜、第三保护柜、第四保护柜连接；

所述保护柜与所述控制柜连接。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过本实用新型实施例2个源量程探测器分别与第一保护柜第二保护柜连接，2个中间量程探测器分别与第一保护柜和第二保护柜连接，4个中间量程探测器分别与第一保护柜、第二保护柜、第三保护柜、第四保护柜连接，可以分别对不同量程探测器输出的信号进行相互独立的监测和控制；控制柜与保护柜的连接可以使控制柜对每个保护柜对应的量程通道的参数、运行状态进行数字化监测和显示，无需RPN系统保护柜内操作，节省参数给出时间，提高工作效率，满足了核电系统解决现场问题的需求，达到了RPN系统现场实施以及RPN系统维护的便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的数字化核仪表RPN系统的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的第一保护柜RPN001AR示意图

图3是本实用新型实施例提供的第二保护柜RPN002AR示意图；

图4是本实用新型实施例提供的第三保护柜RPN003AR的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的第四保护柜RPN004AR的示意图；

图6是本实用新型实施例提供的控制柜RPN005AR的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参见图1，是本实用新型实施例提供的数字化核仪表RPN系统的示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

所述的数字化核仪表RPN系统，包括：中子探测器、保护柜和控制柜；中子探测器测得中子通量信号，并将中子通量信号发送至保护柜，保护柜对接收的中子通量信号进行数字化调整、处理后至控制柜；

中子探测器包括：2个源量程探测器、2个中间量程探测器和4个功率量程探测器；保护柜包括：第一保护柜RPN001AR、第二保护柜RPN002AR、第三保护柜RPN003AR、第四保护柜RPN004AR；

2个源量程探测器分别为RPN014MA探测器和RPN024MA探测器；2个中间量程探测器人别为RPN013MA探测器和RPN023MA探测器；4个功率量程探测器分别为RPN010MA探测器、RPN020MA探测器、RPN030MA探测器和RPN040MA探测器。

所述2个源量程探测器分别与第一保护柜RPN001AR和第二保护柜RPN002AR连接；

所述2个中间量程探测器分别与第一保护柜RPN001AR和第二保护柜RPN002AR连接；

所述4个功率量程探测器分别分别与第一保护柜RPN001AR、第二保护柜RPN002AR、第三保护柜RPN003AR、第四保护柜RPN004AR连接；

所述保护柜与控制柜连接。

第一保护柜RPN001AR和第二保护柜RPN002AR相同，包含源量程、中间量程、功率量程3个测量通道；第三保护柜RPN003AR和第四保护柜RPN004AR相同，仅包含功率量程测量通道。

其中，中子探测器位于反应堆压力容器外轴向安装的探测器孔道内，中子探测器测得的中子通量信号通过探测器电缆传输至保护柜；保护柜为中子探测器提供高压，并处理中子探测器发送的中子通量信号，对中子通量信号进行数字化调理和处理后，进行核功率的计算、倍增时间的计算以及停堆保护阈值的计算等；经过数字化处理的中子通量信号以及计算的核功率、倍增时间以及停堆保护阈值传输至控制柜，由控制柜根据接收到的信号发送主控的模拟量指示信号以及继电器架的开关量报警信号等。

保护柜RPN001-004AR输出停堆开关量信号至停堆保护系统RPR，输出模拟监测信号至集中控制模拟量机柜KRG；保护柜RPN001-004AR将处理后的信号发送至控制柜；控制柜输出用于控制和报警的棒控信号或功率信号至棒控系统RGL继电器，控制柜输出用于监测的模拟信号至核仪表系统RPN继电器架，由继电器架输出监视信号或报警信号至集中数据处理系统KIT或警报处理系统KSA，控制柜输出平均功率信号、电流信号、量程试验信号、故障信号至裕度监视系统LSS、记录仪、信号量程指示ID表、松动部件振动监测系统KIR。

每个保护柜内的每个量程通道由独立的模拟卡件模块构成，在为中子探测器提供高压的同时，处理探测器送出的信号并执行信号的调理，实时计算核功率、倍增时间以及停堆保护阈值，监控RPN系统参数以及RPN系统的老化情况。

可选的，所述数字化核仪表RPN系统还包括：移动式离线试验柜MTE和便携式笔记本LDU，所述便携式笔记本LDU用于对RPN系统参数进行调整，所述移动式离线试验柜MTE用于对RPN系统参数进行修改。移动式离线试验柜MTE的型号为RPN700HV。通过移动式离线试验柜MTE对中子探测器进行坪特性试验，对各量程通道进行定期试验、高压和甄别阈的设置、修改以及平曲线的绘制；以及通过便携式笔记本LDU对每个通道参数及系统定值进行修改，并在量程通道出现故障时，查看故障类型和详细信息，使得流量系数标定流程化，无需数据人工读取和录入，提高了工作效率以及机组出力能力。

参见图2，是本实用新型实施例提供的所述第一保护柜RPN001AR示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

第一保护柜RPN001AR包括：第一机柜报警指示灯1211，第一功率量程通道1212，第一中间量程通道1213，第一源量程通道1214，第一操作面板1215以及第一机柜电源机箱1216；

以第一保护柜RPN001AR的第一操作面板1215为例，操作面板包括：复位键、功率量程通道选择键、中间量程通道选择键、源量程通道选择键、功率量程测试键、中间量程测试键、源量程测试键、功率量程通道测试指示灯、中间量程通道测试指示灯、源量程通道测试指示灯、网络通信接口、功率校验键、信号分频切换按键等。

参见图3，是本实用新型实施例提供的所述第二保护柜RPN002AR示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

所述第二保护柜RPN002AR包括：第二机柜报警指示灯1221，第二功率量程通道1222，第二中间量程通道1223，第二源量程通道1224，第二操作面板1225以及第二机柜电源机箱1226。

参见图4，是本实用新型实施例提供的所述第三保护柜RPN003AR示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

所述第三保护柜RPN003AR包括：第三机柜报警指示灯1231，第三功率量程通道1232，第三操作面板1233以及第三机柜电源机箱1234。

参见图5，是本实用新型实施例提供的所述第四保护柜RPN004AR示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

所述第四保护柜RPN004AR包括：第四机柜报警指示灯1241，第四功率量程通道1242，第四操作面板1243以及第四机柜电源机箱1244。

参见图6，是本实用新型实施例提供的所述控制柜RPN005AR示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

控制柜为控制柜RPN005AR，控制柜RPN005AR包括：处理机架1301，工控机1302，人机接口HMI显示界面1303以及机柜电源机箱1304。

控制柜RPN005AR的处理机架1301通过网络设备获取保护柜发送的信号，经过处理后发送出具有控制功能的开关量信号、高压丢失报警信号、ID表显示的模拟量信号、以及功率量程最大平均功率信号等。

工控机1302通过网络设备获取保护柜发送的信号，实时监测并显示保护柜各个量程通道的过程参数、运行状态、阈值设定值、阈值触发状态及控制柜RPN005AR自身的运行状态，并提供日志和报警事件等。

每个保护柜的柜门为前后对开的方式，保护柜内部采用背板式机架，将信号调理电路和信号处理电路构成的处理板件以机柜前后对插到背板式机架；每个量程通道单独设置在19寸的6U的机架中；保护柜后侧还设有接口板件，用于电缆端接和内部信号接线。

通过本实施例，每个保护保护柜设置有针对不同的量程处理通道以及操作面板，控制柜设置有处理机架、工控机、人机接口HMI显示界面，可以实现对反应堆的功率水平、功率变化、功率的轴向分布以及系统参数变化情况实时连续的监测；并通过显示界面发现反应堆异常时，及时向反应堆保护系统发送中子注量率高或中子注量率变化率高的信号，从而触发反应堆紧急停堆，满足了核电系统解决现场问题的需求，使RPN系统现场实施以及RPN系统维护更加便利。

每个保护柜的功率量程通道、中间量程通道、源量程通道均分别包括信号调理电路和信号处理电路，信号调理电路接收中子探测器的中子通量信号，中子通量信号经过信号调理电路调理后发送至信号处理电路。信号调理电路执行探测器信号的放大、整形为标准信号，经过隔离输出至信号处理电路，由信号处理电路进行功率计算、倍增时间计算、保护及控制报警阈值计算并输出到下游接口系统。另外，信号处理电路采用数字化处理，对板件故障进行自动诊断、通道自检、通道周期试验、系统参数设定，以及通过网络向控制柜单向传输信号。

可选的，数字化核仪表RPN系统还包括：记录仪和信号量程指示表；其中所述记录仪的型号为DX1012N型12笔数字式无纸记录仪，所述信号量程指示表的型号为RPN403-409ID1和RPN403-409ID2。其中，信号量程指示表RPN403-409ID1可以接收0到-10V信号。

所述的数字化核仪表RPN系统还包括开关量或模拟量信号接口；其中，与安全相关的开关量信号以及重要近视功能的模拟量信号由保护柜RPN001-004AR硬接线直接发送出；关于控制和报警的开关量信号以及非重要的模拟量信号由保护柜RPN001-004AR完成信号计算后通过网络发送至控制柜RPN005AR，由控制柜RPN005AR处理后发送至接口设备。

所述的数字化核仪表RPN系统还包括机柜供电接口，分别为：保护柜RPN001-004AR上游供电接口和控制柜RPN005AR上游供电接口；保护柜RPN001-004AR上游供电接口的开关容量为D10A，控制柜RPN005AR上游供电接口的开关容量为D16A。

所述的数字化核仪表RPN系统还包括接地设备接口，保护柜和控制柜作为整体设置一个对外接地端，并将接地端接至现场RPN系统探测器电缆桥架专用的接地铜排上。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本实用新型的保护范围。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。

在本实用新型所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。