钍基熔盐堆保护系统定期试验平台开发

发布时间：2020-06-16 19:06

【摘要】：保护系统是反应堆仪控系统中最重要的组成部分,对于堆的安全运行具有非常重要的作用。随着计算机技术的发展,数字化保护系统已逐步替代模拟保护系统,这已成为核电仪控系统发展的趋势。钍基熔盐堆核能系统拟开展基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字化保护系统平台的自主研制,依照核安全法规要求,保护系统在运行中必须进行定期试验以验证其功能是否完好。因此,开发研究一套适合钍基熔盐堆保护系统的定期试验平台是保障保护系统乃至整个堆安全可靠运行的一项重要措施。依据核安全法规对反应堆保护系统定期试验的要求,我们明确了钍基熔盐堆保护系统的定期试验平台开发应遵循的设计原理、实验步骤及注意事项。结合国内反应堆保护系统的定期试验平台的研究现状,我们提出了钍基熔盐堆保护系统的定期试验平台的设计和测试方案。测试方案内容为:1)T1试验的传感器检查、模拟量通道检查试验;2)T2试验的保护逻辑功能测试试验;3)T3试验的优选模块输出闭锁试验、停堆断路器试验、响应时间试验、专设驱动器试验等。在此方案的基础上,开发了可配置的、模块化定期试验平台的硬件信号调理板卡及自检板卡,完成了人机界面、试验算法、软件系统的设计与具体实现,最终在自主研制的钍基熔盐堆保护系统的原理样机上进行测试与实验。定期试验平台的硬件由PXI工控机、NI6363数据采集卡、信号调理板卡、自检板卡组成,开发遵循模块化、开放性的设计原则。定期试验平台的软件采用了Lab VIEW、Access数据库、VISA技术和多线程技术,整个软件开发遵循了分层化、模块化的设计思想。最后利用研制的定期试验平台,以钍基熔盐堆保护系统的原理样机为实例,实现了T2试验及T3试验中的响应时间、停堆断路器等验证测试。测试结果表明开发的定期试验平台功能上能够模拟传感器参数,按照预先设定好的真值表向保护系统注入成组试验数据,再由定期试验平台实时采集判断保护系统的保护动作信号和内部网络通讯信号;性能上定期试验平台也能长期稳定的工作。我们开发的定期试验平台不仅可以实现保护系统的定期试验,还可服务于保护系统的研发阶段的实验测试。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TL426
【图文】：

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钍基熔盐堆保护系统定期试验平台开发2图 1.1 熔盐反应堆原理示意图1.1.2 保护系统钍基熔盐堆核能系统开发的熔盐堆虽然具有固有安全性、防核扩散的本征优越的特点和性能，但是通过几十年来发生的重大核反应堆安全事故分析可知，钍基熔盐堆的安全性仍然是必须要考虑的一项重大问题。而钍基熔盐堆作为先进的第四代裂变反应堆，对其安全性提出了更高的要求。钍基熔盐堆的安全主要是不仅考虑上述提到的提高其本征安全，也就是从基本的原理上减小熔盐堆产生巨大危害性物质发生的概率，甚至杜绝此类危险性事故的出现，还需要有更安全、可靠、稳定的保护系统为钍基熔盐堆“保驾护航”。1.1.2.1 保护系统功能和范围反应堆在启动和运行中，保护系统的目的是保证反应堆的三道安全屏障（燃料元件包壳、一回路压力边界、安全壳）完好，限制反应堆在允许范围内运行或是缓解事故后果，保护反应堆、环境、人员的安全。因此，保护系统的功能可以归纳为，保护系统是通过一系列的传感器实时监测反应堆的运行状态，如果在运行过程中出现了超出限值的异常状态，保护系统能立即自动的产生相应的保护信号，触发停堆并启动相关安全专设设施工作来把事故的后果减小到最小[5]。

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第一章绪论关驱动器的试验，但其定期试验装置只能完成保护逻辑试验及部分的硬接线试验。其检测范围不能覆盖整个保护系统的定期试验，而且其机柜及专设安全设施机柜都需要配备一套试验装置才能完成定期试验装置中，研究者主要是利用 MELTAC 数字化平台的特点设计的试验上述装置只适用于 MELTAC 平台，并不适用于其他反应堆保护系统定3.3 秦山核电二期保护系统试验装置（T1）秦山核电的试验装置（T1）主要实现的是核岛控制系统的定期测试，级的自动检测接口卡及非核级的可移动试验装置组成。其硬件配置如。

【参考文献】