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源量程中子测量反应堆倍增周期算法研究分析及实现

朱朝阳 常嘉豪 王振涛 邢桂来 李立涛

朱朝阳, 常嘉豪, 王振涛, 邢桂来, 李立涛. 源量程中子测量反应堆倍增周期算法研究分析及实现[J]. 核动力工程, 2024, 45(3): 199-205. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.03.0199
引用本文: 朱朝阳, 常嘉豪, 王振涛, 邢桂来, 李立涛. 源量程中子测量反应堆倍增周期算法研究分析及实现[J]. 核动力工程, 2024, 45(3): 199-205. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.03.0199
Zhu Chaoyang, Chang Jiahao, Wang Zhentao, Xing Guilai, Li Litao. Research Analysis and Implementation of Reactor Doubling Period Algorithm in Source Range Measurement[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(3): 199-205. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.03.0199
Citation: Zhu Chaoyang, Chang Jiahao, Wang Zhentao, Xing Guilai, Li Litao. Research Analysis and Implementation of Reactor Doubling Period Algorithm in Source Range Measurement[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(3): 199-205. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.03.0199

源量程中子测量反应堆倍增周期算法研究分析及实现

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.03.0199
详细信息
    作者简介:

    朱朝阳(1995—),男,博士研究生,现主要从事反应堆中子测量系统研发工作,Email: zhu-cy20@mails.tsinghua.edu.cn

  • 中图分类号: TL816

Research Analysis and Implementation of Reactor Doubling Period Algorithm in Source Range Measurement

  • 摘要: 反应堆倍增周期是反应堆控制中重要的监测参数,直接反映反应堆功率水平变化快慢,用于判定反应堆是否处于安全可控状态。反应堆源量程中子测量以脉冲计数率表征中子注量率与功率水平,对应的反应堆倍增周期计算较为复杂。采用数字化技术提出一种基于最小误差的多点拟合倍增周期数字化实时算法,通过现场可编程门阵列(FPGA)具体实现该算法并开展功能与性能测试。测试结果表明:对于反应堆保护阈值±30 s内的反应堆倍增周期,采用该算法的FPGA能够输出较准确倍增周期计算结果,作为触发安全保护系统的信号。该反应堆倍增周期算法适用于源量程中子测量系统中堆功率变化的实时监测,以保障启堆阶段的安全可控。

     

  • 图  1  反应堆周期T与反应堆倍增周期T0关系示意

    P1A时刻功率

    Figure  1.  Relationship between Reactor Period T and Reactor Period Doubling Time T0

    图  2  反应堆倍增周期计算流程

    Figure  2.  Process of Reactor Doubling Time Calculation

    图  3  反应堆倍增周期RTL逻辑图

    Figure  3.  RTL Logic Diagram of Reactor Doubling Time

    图  4  反应堆倍增周期测试实验框架

    Figure  4.  Experimental Framework for Testing of Reactor Doubling Time

    图  5  不同反应堆周期下实测脉冲计数率Nm

    Figure  5.  Measured Pulse Counting Rate Nm under Different Reactor Period

    图  6  正反应堆倍增周期T0实测结果

    Figure  6.  Measured Results of Positive Reactor Doubling Time T0           

    图  7  负反应堆倍增周期T0实测结果

    Figure  7.  Measured Results of Negative Reactor Doubling Time T0        

    表  1  倍增周期算法资源占比

    Table  1.   Proportion of Resources of Doubling Time Algorithm

    类型 数目 算法资源占比/%
    FPGA总资源 算法所占资源
    Slice LUTS 20800 4731 22.75
    Slice Registers 41600 1309 3.15
    Slice 8150 1414 17.35
    DSPs 90 26 28.89
    下载: 导出CSV

    表  2  各脉冲计数率段统计时长较优值

    Table  2.   Optimal Value of Statistical Duration of Each Pulse Counting Rate Range

    脉冲计数率Nm/s−1 <10 10~102 102~104 >104
    脉冲统计时长∆t/s 35 5 1 0.1
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-06-05
  • 修回日期:  2024-01-31
  • 刊出日期:  2024-06-13

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