CN101685679B - 核电站反应堆及冷却剂系统松脱部件监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种核电站反应堆及冷却剂系统松脱部件监测系统，解决可靠性、兼容性、稳定性和维修方便性问题。包括加速度计、电荷转换器、信号调理设备、松动部件探测设备、报警处理设备、声音监听设备、数据采集设备、显示器、松脱部件监测软件等。系统采用PXI总线技术，使模块间同步；信号调理模块采用FPGA程控技术；松脱部件事件甄别采用了DSP数字化技术；松脱部件信号长短有效值浮动甄别、时间延迟和通道复核联合甄别、报警通道复核、控制棒运动或冷却剂压力低禁止报警等，使系统具有强抗误报警能力；数采器采集替代磁带记录，保证了事件信号记录完整性；事件信号波形显示和数据保存，可对信号进行回显和二次分析。

Description

核电站反应堆及冷却剂系统松脱部件监测系统

技术领域

本发明涉及一种核电站反应堆监测系统，具体地说是一种核电站反应堆及冷却剂系统松脱部件监测系统。

背景技术

国际标准(如IEC 60988-1990、ASME OM-S-G-2000(Part 12))和国家标准(GB_11807)规定，对核电站的反应堆容器和冷却剂系统，需要进行松脱部件监测。

国内其它单位尚无开发核电站反应堆及冷却剂系统松脱部件监测系统和相关专利技术的报道，现役核电站装备的松脱部件监测系统均从国外进口，如秦山核电一期为美国西屋公司的，秦山核电二期、大亚湾和岭澳核电为法国O1dB-Stell的、田湾核电为俄罗斯的。

法国O1dB～Stell公司的KIR松脱部件监测系统代表了目前国内核电站装备系统的水平。通过到核电站现场交流、考查、为核电站提供故障监测技术培训和技术服务的方式，全面了解了KIR松脱部件监测系统的技术状态和应用情况，该系统主要存在的缺点和待解决的问题如下：

(1)信号调理与松脱件探测设备采用PCI总线，存在模块间不能完全同步、给松脱部件事件信号的时差分析带来系统误差；

(2)松脱部件探测中，只采用了幅度甄别，导致系统抗误报警能力较差，经常出现误报警现象；

(3)用磁带机作为事件记录与回放设备，因启动延时，导致不能录制当次事件信号；因磁带最多只能录制45分钟，若不及时更换磁带，下次事件信号将无法录制；信号回放必须利用相同或相近规格的磁带机，并配数采器或示波器才能查看；

(4)松脱部件监测软件缺少报警事件的原始信号波形显示，无从知晓报警事件是否是松脱部件事件；

(5)松脱部件监测软件缺少报警事件的原始信号数据保存，无法对报警事件进行追述和二次分析，难以对报警事件进行诊断分析。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有可靠性、兼容性、长期工作稳定性和维修方便性的核电站反应堆及冷却剂系统松脱部件监测系统。

实现本发明目的的技术方案：核电站反应堆及冷却剂系统松脱部件监测系统，包括信号调理设备、松动部件探测设备、报警处理设备、声音监听设备、数据采集设备和显示器，

所述的信号调理设备，包括电源模块、多路分配模块、多个松脱部件信号调理模块，电源模块为信号调理设备各模块供电，多路分配模块将来自松脱部件事件检测机箱内的D/A模块的1路自检信号分成8路输出，分别送到各模块的自检信号的输入端；来自电荷转换器的加速度信号输入到松脱部件信号调理模块，首先对输入信号进行电气隔离，再送入多路选择电路，当模块接收来自系统的自检命令后，多路选择模块输入端均与自检信号接通；松脱部件信号调理模块对信号进行程控放大、带通滤波后，每路信号分成3路输出，分别送到松动部件探测设备的松脱部件检测模块、数据采集器的A/D模块和声音监听机箱的后面板；

所述的松动部件探测设备为面向仪器系统的PCI总线机箱，机箱内的模块包括I/O控制模块、I/O模块、D/A模块、多个松脱部件检测模块和嵌入式控制器，I/O控制模块控制信号调理模块的放大倍数和模块自检；I/O模块与报警处理设备进行信息交互，接收来自报警处理设备的控制棒运动状态、冷却剂压力状态和电源状态信号，向报警处理设备发送松脱部件事件通道、系统故障通道、系统自检、磁盘存储空间、软件运行状态信号；D/A模块具有可编程的任意信号发生器，用于产生自检信号，输出到信号调理设备的多路选择模块，分别送到各松脱部件信号调理模块的自检信号输入端；松脱部件检测模块将来自松脱部件信号调理模块的信号进行A/D转换、数字隔离、松脱部件事件检出、松脱部件报警逻辑分析与报警信号输出；嵌入式控制器内设有松脱部件监测软件，并与显示器连接；

所述的声音监听设备，监听来自信号调理设备的多个松脱部件信号调理模块输出的多路信号和振动分析与数据采集设备声音信号输出模块的声音信号；

所述的数据采集设备，当松动部件探测设备检测到松脱部件事件时，报警处理设备向数据采集设备的松脱部件采集模块输出1个触发信号，启动松脱部件采集模块对经信号调理设备处理的多路加速度信号进行采样，自动将多路加速度信号记录下来，通过与数据采集设备连接的显示器回显，并通过松脱部件采集模块的D/A输出到声音监听设备进行回放。

本发明的效果：

(1)采用了基于PXI总线的标准化和模块化设计，使模块间完全同步，消除了松脱部件事件信号时差分析中的系统误差，同时方便了系统检修和部件更换；

(2)信号调理模块采用了基于FPGA的程控技术，松脱部件事件甄别采用了基于DSP的数字化技术，使系统工作参数调整、系统自检与测量切换、系统升级维护灵活、方便、快捷；

(3)松脱部件探测中，采用了松脱部件信号幅度鉴别、时间延迟和通道复核联合甄别逻辑，大大提高了系统的抗误报警能力，同时也消除了原系统存在的开机报警现象；

(4)事件记录与回放设备采用数采器采集替代磁带记录模式，保证了对任何一次报警事件信号的完整记录；可长期、海量记录；由于是数字记录，可利用U盘和移动硬盘进行不失真拷贝，只要告知数据格式或提供现成的回放程序，就可完整查看并进行灵活分析；

(5)监测软件中增加了报警通道复核、事件原始信号波形显示和原始数据保存功能，进一步降低了误报警几率，能一目了然地判断报警事件是否是松脱部件事件，可对报警事件信号波形进行回显和二次分析，为报警事件的诊断分析提供了开放式接口；

(6)采用了虚拟仪器技术和数据库管理技术，使软件界面美观，可视化强，在一个界面上完整反映了传感器布置、事件发生位置、事件触发通道、故障通道、各通道信号水平、事件发生时间及事件特征量信息等。事件特征量信息数据库管理为事件的诊断分析提供了开放式接口。本发明与背景技术的详细对比见表1。

表1发明效果对准表

附图说明

图1为核电站反应堆及冷却剂系统松脱部件监测系统的结构图；

图2为核电站反应堆及冷却剂系统松脱部件监测系统的原理图；

图3为LP检测模块的松脱部件甄别流程图；

图4为数据采集软件流程图；

图5为LPMS软件流程图。

具体实施方式

松动部件监测由13路加速度信号通道、1路控制棒运动禁报通道、1路冷却剂压力禁报通道、1路外部禁止通道(备用)、3路报警输出通道(1路备用)组成。

(一)监测系统反应堆厂房设备

监测系统反应堆厂房设备由反应堆厂房一次仪表和机械设备组成。

每套件测系统布置在反应堆厂房内的一次仪表由13个加速度计、13根硬电缆、13个TNC转10-32连接器、13根延长软电缆、13个电荷转换器、13根信号输出电缆等组成。

反应堆厂房内的一次仪表全部采购丹麦B&K公司生产的、满足松脱部件监测的、适应于核电站反应堆厂房环境的仪表。

加速度计适配座、RIC屏蔽墙贯穿件管接头、防水盒等自行设计制造，机材采用316L不锈钢，满足一次仪表安装要求，同时适应核电站反应堆厂房环境要求。

(二)监测系统电气柜

每套监测系统电气柜采用两个19”标准机柜。两个机柜设前后门和外侧板。前门为透明门，前后门均上锁，前后门密封采用密封胶条密封。外侧板采用螺钉安装方式。

两个机柜并排紧靠布置，采用螺栓连接，密封胶条密封。

机柜顶板为可拆卸式，顶板后半部开一个圆形孔，机柜的13路加速度信号电缆、1路控制棒运动信号电缆、1路主回路冷却剂压力信号电缆、2路报警信号电缆、1路电力电缆以及接地铜缆通过圆形孔进入机柜。

(三)电气柜设备

1.机柜温度测量设备

每个机柜内设1个温度测点，检测机柜内温度。每个机柜上部前面板设一个数字温度表头。

2.电荷转换器电源适配器

电荷转换器电源适配器为1U高，19”机箱，为13个电荷转换器提供电源，同时将来自电荷转换器的信号放大后输出到信号调理机箱的LP调理模块。

3.信号调理设备

信号调理设备机箱高度为6U，机箱内的模块由1个电源模块、1个多路分配模块、4个LP信号调理模块组成。电源模块的功能是为信号调理设备各模块供电，多路分配模块将来自LP事件检测机箱内的D/A模块的1路自检信号分成8路输出，分别送到各模块的自检信号的输入端。来自加速度计并经电荷转换器转换的电信号输入到LP信号调理模块，首先对输入信号进行电气隔离，再送入多路选择电路，当模块接收来自系统的自检命令后，多路选择模块输入端均与自检信号接通。LP信号调理模块对信号进行程控放大、带通滤波后，每路信号分成3路输出，分别送到松动部件探测设备的LP检测模块、数据采集器的A/D模块和声音监听机箱的后面板。

4.松动部件探测设备

松动部件探测设备为一个NI公司的PXI总线机箱，机箱内的模块由1个NI的嵌入式控制器、1个NI的I/O模块、1个NI的D/A模块、1个I/O控制模块、4个LP检测模块组成。I/O控制模块和LP检测模块是松动部件探测设备的核心，自行研制。

SCIO模块是一个12C总线模块，控制信号调理模块的放大倍数和模块自检。

D/A模块为标准PXI模块，具有可编程的任意信号发生器，用于产生自检信号，输出到信号调理机箱的多路分配模块，分成8路输出信号，分别送到各信号调理模块的自检信号输入端。

I/O模块为PXI总线模块，采用NI公司的标准模块。I/O模块的信号输出对象为报警处理设备机箱，其功能是：输出13路LP事件通道状态；输出13路系统故障通道状态；输出1路软件故障状态；输出1路磁盘存储空间状态；输出1路系统自检状态；输入1路控制棒运动状态、1路冷却剂压力状态、1路电源失电状态、1路报警输出状态和1路故障输出状态。

LP检测模块是一个PXI模块，将来自LP调理模块的信号进行A/D转换、数字隔离、LP事件检出、LP报警逻辑分析与报警信号输出。LP检测模块共4个，其输入信号来自4个LP信号调理模块，每个LP检测模块对1个监测区间的LP事件进行甄别。

LP检测模块的松脱部件甄别流程，如图所示。L_RMS运算模块在T₁：1～10s期间进行运算并将信息经过乘法器送至比较器；S_RMS运算模块在Ts：2～5ms期间进行运算将信息送至比较器，若S_RMS≥K.L_RMS，其中K：2～16，则进行时间延迟计数，判断是否Burst？，否、则返回S_RMS运算模块重新运算，是、则分别发出事件通道号、事件报警信号和触发信号；若S_RMS＜K.L_RMS，其中K：2～16，则返回L_RMS运算模块重新运算。

事件通道号进入LPMS软件，分别进行事件数据保存、事件分析、通道复核和系统自检，事件通道号通过报警处理设备进行逻辑处理、报警显示与报警输出；依据故障通道号进行故障通道切除；事件报警信号进入事件处理设备；触发信号进入数据采集器记录。

5.报警处理设备

报警处理设备为一台4U高19”上架式机箱。其功能是实现松动部件报警和系统故障报警的逻辑控制，向KIC的报警输出与禁报控制，松动部件事件和系统故障的面板指示逻辑控制与状态指示。

6.声音监听设备

声音监听设备是一个4U高度、19时上架机箱，监听来自信号调理设备的4个LP信号调理模块输出的13路信号和振动分析与数据采集设备声音信号输出模块的1路声音信号。由14档波段开关、功放、喇叭、头盔式耳机等组成。

7.数据采集仪

数据采集仪对松动部件报警事件信号进行实时数据采集。当松动部件探测设备检测到LP事件时，报警处理设备向数据采集仪的LP采集模块输出1个触发信号，启动LP采集模块对经调理处理的13路加速度信号进行采样，自动将13个路加速度信号记录下来。这些信号可通过回显和分析，并可通过LP采集模块的D/A输出到声音监听设备进行回放。

数据采集软件流程图，如图所示。启动，依据用户设置的用户管理数据库进入登录，判断是否成功，否则退出；成功则进入系统初始化，分别进入依据硬件参数设置的参数设置和是否有触发脉冲的判断，有则启动所有通道的数据采集，存储采集的原始数据到文件，并将文件信息存入数据库，一方面返回重新判断、另一方面进入数据采集信息数据库；无则返回重新判断；

数据采集信息数据库将依据波形回显、选择其它回显事件进行选择回显事件，判断选择回显事件是否存在，存在则分别依据复选显示通道的显示事件各通道时域、频域图形和依据单选回放通道进行通道声音播放；不存在则退出回显。

8.显示器

机柜设两台显示器，1台与松动部件探测设备的嵌入式控制器连接，1台与数据采集设备连接。显示器型号为YT-170CS。

9.键盘抽屉

采用19”机柜标配，1U高度推拉式键盘抽屉，键盘为USB接口工业键盘，带滚球鼠标。共2个，1个放置松动部件探测设备的键盘，1个放置数据采集仪的键盘。

10.打印机

HP Deskjet D2368A4幅面彩色喷墨打印机。打印机连接在数据采集仪上。松动部件探测设备和数据采集仪的嵌入式控制器均有集成网络接口，通过以太网交换机实现两台设备的打印共享。用于打印松动部件事件信息。

11.电源分配盘

电源分配盘为2U高度，19”上架式，装在KIROO1AR机柜下部。为KIROO1AR机柜和KIROO2AR机柜的所有设备供电并进行开关控制。

12.UPS电源

停电应急电源，完成系统工作，避免软件系统破坏和数据丢失。

通过UPS供电的设备包括：电荷转换器电源适配器、信号调理设备、松动部件探测设备和数据采集仪。后两台设备均有软件系统，在停电或断电情况下，这两台设备的应用软件均自动将当前数据进行保存，保存完毕后自动关闭应用程序和操作系统。UPS电源型号为SANTAK C1KRS。

13.工具箱

工具箱为滑轨支撑的推拉式结构，配独立锁。用于存放KIR系统机柜专有工具、现场工作文件、打印纸等。

14.接线盒

KIROO1AR机柜设一个接线盒，用于电荷转换器电源适配器输出端口到信号调理设备间的转接，用于信号调理设备到LP事件检测模块、报警处理设备、声音监听设备和数据采集模块间的转接。

15.机柜信号端子

KIROO1AR机柜内部设1组加速度输入信号电缆接线端子排(39个接线端口)，1组禁报输入信号电缆接线端子排(6个接线端口)和1组报警输出信号电缆接线端子排(6个接线端口)。机柜接线端子贴编码，信号端口贴号码。信号电缆接线端子排均采用SAK4型端子排。

16.空气开关

220VAC电源直接送到KIROO1AR机柜内部的总开关(空气开关)上，输出两路电源，1路接到电源分配盘上，1路接到UPS电源上。经UPS电源输出的电源也接到电源分配盘上。空气开关型号为C65N。

(四)松脱部件监测(简称LPMS)软件

松脱部件监测(简称LPMS)软件流程图，如图所示。

系统初始化后，恢复上次监测的软硬件工作参数，自动启动LP检测。必要时，分别依据硬件参数配置要求进行硬件参数设置、依据算法参数设置要求进行算法参数设置，设置完毕，启动LP检测；

(2)在LP检测中，从LP检测端口周期性(2s，可设置，本条内下同)读取各通道、噪声水平并显示、LP事件状态和LP事件通道并显示；进行系统通道周期性自检及通道故障显示；，周期性检测软件运行状态和磁盘存储空间；周期性读取报警处理设备输出的控制棒调棒、冷却剂压力、电源状态信号并显示；每30分钟(可设置)将各通道噪声水平保存至噪声数据库。

(3)当检测到LP事件时，对应通道红色显示，读取各通道采样数据，对事件所在区间通道进行时程和频谱快速分析，对事件进行通道复核，若复核为LP事件，则将当前时间和快速分析结果特征量保存至事件数据库，将各通道采样数据存盘，并将事件发生时间及事件特征量以数据表形式进行显示。

当复核为LP事件时，如果冷却剂压力处于高状态(≥6MPa)，且控制棒处于未调棒状态，则报警处理设备对应的事件通道指示显红色；报警处理设备向主控室和厂房计算机系统发送松脱部件报警信号；如果冷却剂压力处于低状态(＜6MPa)，或控制棒处于调棒状态，则不发送松脱部件报警信号。

在冷却剂压力处于高状态(≥6MPa)时，如果经周期性检测通道存在故障，则自动切除该通道的事件甄别逻辑和事件报警输出；报警处理设备对应的故障通道指示显红色；报警处理设备向主控室和厂房计算机系统发送系统故障报警信号。

如果检测到软件故障或磁盘存储空间不足，报警处理设备对应的软件状态指示显红色；报警处理设备向主控室和厂房计算机系统发送系统故障报警信号。

如果检测到磁盘存储空间不足，报警处理设备对应的磁盘空间状态指示显红色。

如果检测到电源失电，软件自动完成当前数据保存后退出，并自动关机，报警处理设备自动向主控室和厂房计算机系统发送系统故障报警信号。

LPMS软件设计为菜单管理、主界面与子界面显示、对话框设置界面的结构形式。LPMS软件主菜单与下拉式子菜单设计见下表。

LPMS软件菜单项

1.主界面

主界面包括模块化菜单，传感器安装位置、监测对象(反应堆与蒸汽发生器)和事件发生区间组态图，各通道噪声幅度实时显示，最近触发事件数据库信息显示，各监测通道状态显示。LPMS软件不论工作在哪种运行模式下，主界面保持不变，但主界面上显示“启动运行模式”、“正常运行模式”或“系统自检模式”信息。

2.用户设置对话框

对相应权限的用户名和口令进行重新设置。

3.用户管理界面

对用户操作情况进行查看，包括用户、进入时间、退出时间。

4.硬件参数配置界面

硬件模块选项卡包括：

①加速度计配置。

②电荷转换器配置。

③电源适配器配置。

④信号调理设备配置

⑤LP探测设备的配置

5.算法参数配置对话框

“算法参数配置”对话框，对事件快速分析各算法参数进行设置。

6.正常运行模式

LPMS软件默认的正常运行模式指反应堆冷却剂压力高于60Bar，默认的启动模式指反应堆冷却剂压力低于60Bar。在启动模式下，LPMS禁止事件报警和故障报警。

选中“正常运行模式”子菜单，软件按正常运行模式工作，监测界面为主界面。

LPMS软件正常运行模式的监测内容如下：

a.噪声水平显示。各监测通道噪声水平实时显示与噪声水平数据库保存；

b.噪声趋势分析。各通道噪声水平历史数据趋势线；

c.数据保存。事件发生时各区间通道原始信号数据实时保存；

d.事件快速计算。事件所在区间通道信号时程与频谱自动快速分析与特征量计算；

e.报警通道复核。检测到松脱部件事件时，对发生事件的区间的3个或4个通道进行复核，当1个区间有2个或2个以上通道满足事件甄别逻辑时，确认为松脱部件事件；

f.事件类型识别。在检测到事件并完成事件特征量计算后，自动将事件特征量与已建立的事件类库中的非松脱部件事件特征量进行比较，判断事件类型，并将事件编号和事件类型说明记录到该事件的数据库中；

g.事件数据库记录。事件原始信号数据文件、事件特征量数据、事件类型等的数据库自动记录；

h.事件通道I/O输出；

i.监测通道周期性检测；

j.故障通道I/O输出；

k.故障通道切除。当诊断出测量电路故障时，该故障通道的算法自动切除，故障通道切除后，LPMS软件能正常工作。同时向LP检测模块输出一个通道故障信息，LP检测模块自动切除该通道，即该通道不再参与松脱部件甄别，直至修复；

l.软件故障自检。周期性检测嵌入式控制器时钟，并向I/O模块输出时钟信息。

m.磁盘存储空间周期性检测；

n.磁盘存储空间不足I/O输出(存储空间小于10％)；

o.停电保护。当接收到来自I/O模块的外电源断电信号时，LPMS监测软件自动保存当前数据，按正常退出程序关闭软件，并自动退出操作系统。

7.启动运行模式

启动运行模式与正常运行模式相比，减少了监测通道周期性检测、故障通道I/O输出、故障通道切、软件故障自检、磁盘存储空间检测及I/O输出，增加了一个可缩放的事件波形浏览窗口。

8.系统自检模式

“系统自检模式”模式监测界面为主界面，同时弹出一个“系统自检模式”界面，该界面包括：

-报警输出选择。即在自检过程中可允许或禁止事件报警和故障报警；

-自检信号类型选择。可选择正弦、扫频正弦、白噪声、仿真撞击波；

-波形参数设置。包括波形幅度、频率等；

-自检区间选择。可选择SG1、SG2、AC；

-自检。通过D/A模块，产生选择的自检信号，输入到信号调理模块输入端，对监测区间测量电路进行自检。

在自检时，可通过对自检区间各通道的输出波形进行浏览，判断系统工作是否正常。软件将采取相应的算法，切除故障通道。

9.信息指示界面

选中“信息指示”子菜单，弹出“信息指示”界面，对系统当前状态信息进行显示。包括：

-10个通道事件状态指示(绿色-正常、红色-有事件)；

-10个通道故障状态指示(绿色-正常、红色-有故障)；

-1个磁盘空间状态指示(绿色-正常、红色-存储空间不足)；

-1个控制棒运动状态指示(绿色-未调棒、红色-调棒)；

-1个冷却剂压力状态指示(绿色-高于60Bar、红色-低于60Bar)；

-1个事件报警输出状态(绿色-无报警输出、红色-有报警输出)；

-1个故障报警输出状态(绿色-无报警输出、红色-有报警输出)。

10噪声趋势界面

“噪声趋势”界面，可选择历史时间段，显示时间段内各通道噪声水平历史数据趋势线。

11.历史数据库界面

“历史数据库”界面，可选择历史时间段，显示时间段内松脱部件事件发生时间、事件通道、事件特征量。

12.当日数据库界面

“当日数据库”界面，显示当日松脱部件事件发生时间、事件通道、事件特征量。

(五)系统主要功能

核电站松脱部件监测系统总的功能是在线监测核反应堆压力容器和蒸汽发生器内可能出现的松动件、脱落件和外来件。核电站松脱部件监测系统的主要功能如下：

a.实时监测压力容器和蒸汽发生器内的松脱部件；

b.向KSA发送松脱部件报警和系统故障报警，向KIT发送松脱部件报警或系统故障报警信息；

c.松脱部件的实时监听和回放监听；

d.抗误报警；

e.控制棒运动报警禁止和冷却剂压力低于6MPa报警禁止；

f.松脱部件禁报与系统故障禁报；

g.松脱部件事件数据自动保存，监测结果数据库管理；

h.事件数据记录和回显；

i.报警通道复核；

i.故障通道切除；

k.磁盘存储空间检测；

l.系统状态指示(松脱部件通道、故障通道、磁盘空间、冷却剂压力、控制棒运动状态)；

m.软件停电保护。

(六)性能指标

表6.1松脱部件监测系统的总体性能指标

Claims (4)

1.核电站反应堆及冷却剂系统松脱部件监测系统，包括信号调理设备、松动部件探测设备、报警处理设备、声音监听设备、数据采集设备和显示器，其特征在于：

所述的信号调理设备，包括电源模块、多路分配模块、多个松脱部件信号调理模块，电源模块为信号调理设备各模块供电，多路分配模块将来自松脱部件事件检测机箱内的D/A模块的1路自检信号分成8路输出，分别送到各模块的自检信号的输入端；来自电荷转换器的加速度信号输入到松脱部件信号调理模块，首先对输入信号进行电气隔离，再送入多路选择电路，当模块接收来自系统的自检命令后，多路选择模块输入端均与自检信号接通；松脱部件信号调理模块对信号进行程控放大、带通滤波后，每路信号分成3路输出，分别送到松动部件探测设备的松脱部件检测模块、数据采集器的A/D模块和声音监听机箱的后面板；

所述的松动部件探测设备为面向仪器系统的PCI总线机箱，机箱内的模块包括I/O控制模块、I/O模块、D/A模块、多个松脱部件检测模块和嵌入式控制器，I/O控制模块控制信号调理模块的放大倍数和模块自检；I/O模块与报警处理设备进行信息交互，接收来自报警处理设备的控制棒运动状态、冷却剂压力状态和电源状态信号，向报警处理设备发送松脱部件事件通道、系统故障通道、系统自检、磁盘存储空间、软件运行状态信号；D/A模块具有可编程的任意信号发生器，用于产生自检信号，输出到信号调理设备的多路选择模块，分别送到各松脱部件信号调理模块的自检信号输入端；松脱部件检测模块将来自松脱部件信号调理模块的信号进行A/D转换、数字隔离、松脱部件事件检出、松脱部件报警逻辑分析与报警信号输出；嵌入式控制器内设有松脱部件监测软件，并与显示器连接；

所述的声音监听设备，监听来自信号调理设备的多个松脱部件信号调理模块输出的多路信号和振动分析与数据采集设备声音信号输出模块的声音信号；

所述的数据采集设备，当松动部件探测设备检测到松脱部件事件时，报警处理设备向数据采集设备的松脱部件采集模块输出1个触发信号，启动松脱部件采集模块对经信号调理设备处理的多路加速度信号进行采样，自动将多路加速度信号记录下来，通过与数据采集设备连接的显示器回显，并通过松脱部件采集模块的D/A输出到声音监听设备进行回放。

2.如权利要求1所述的核电站反应堆及冷却剂系统松脱部件监测系统，其特征在于：所述的松脱部件检测模块的松脱部件甄别方法，包括以下步骤：

(1)L_RMS运算模块在T₁：1～10s期间进行运算并将信息经过乘法器送至比较器；S_RMS运算模块在Ts：2～5ms期间进行运算将信息送至比较器；

(2)S_RMS≥K×L_RMS判别；

若S_RMS≥K×L_RMS，其中K：2～16，则进行时间延迟计数；判断是否是阵发波；否、则返回S_RMS运算模块重新运算，是、则分别发出事件通道号、事件报警信号和触发信号；

若S_RMS＜K×L_RMS，其中K：2～16，则返回L_RMS运算模块重新运算；

(3)分别进入事件通道号、事件报警信号和触发信号；

事件通道号进入松脱部件监测软件一旦接收到发生事件的信息，则分别进行事件数据保存、事件分析、通道复核和系统自检，事件通道号通过报警处理设备进行逻辑处理、报警显示与报警输出；依据故障通道号进行故障通道切除；

事件报警信号进入报警处理设备；

触发信号进入数据采集器记录。

3.如权利要求1所述的核电站反应堆及冷却剂系统松脱部件监测系统，其特征在于：所述的数据采集设备的数据采集方法，包括以下步骤：

(1)系统初始化后分别依据硬件参数设置进行参数设置、并判断是否有触发脉冲；

(2)有则启动所有通道的数据采集，存储采集的原始数据到文件，并将文件信息存入数据库，进而一方面返回重新判断、另一方面进入数据采集信息数据库；无则返回重新判断；

(3)数据采集信息数据库将依据波形回显、选择其它回显事件进行选择回显事件，并判断选择回显事件是否存在；

(4)存在则分别依据复选显示通道的显示事件各通道时域、频域图形和依据单选回放通道进行通道声音播放；不存在则退出回显。

4.如权利要求1所述的所述的核电站反应堆及冷却剂系统松脱部件监测系统，其特征在于：所述的松脱部件监测软件的松脱部件监测方法，包括以下步骤：

(1)系统初始化后，恢复上次监测的软硬件工作参数，自动启动松脱部件检测；或者，分别依据硬件参数配置要求进行硬件参数设置、依据算法参数设置要求进行算法参数设置，设置完毕，启动松脱部件检测；

(2)在松脱部件检测中，从松脱部件检测端口周期性读取各通道、噪声水平并显示、松脱部件事件状态和松脱部件事件通道并显示；进行系统通道周期性自检及通道故障显示；周期性检测软件运行状态和磁盘存储空间；周期性读取报警处理设备输出的控制棒调棒、冷却剂压力、电源状态信号并显示；每30分钟将各通道噪声水平保存至噪声数据库；

(3)当检测到松脱部件事件时，对应通道红色显示，读取各通道采样数据，对事件所在区间通道进行时程和频谱快速分析，对事件进行通道复核，若复核为松脱部件事件，则将当前时间和快速分析结果特征量保存至事件数据库，将各通道采样数据存盘，并将事件发生时间及事件特征量以数据表形式进行显示；

当复核为松脱部件事件时，如果冷却剂压力处于高状态，且控制棒处于未调棒状态，则报警处理设备对应的事件通道指示显红色；报警处理设备向主控室和厂房计算机系统发送松脱部件报警信号；如果冷却剂压力处于低状态，或控制棒处于调棒状态，则不发送松脱部件报警信号；

在冷却剂压力处于高状态时，如果经周期性检测通道存在故障，则自动切除该通道的事件甄别逻辑和事件报警输出；报警处理设备对应的故障通道指示显红色；报警处理设备向主控室和厂房计算机系统发送系统故障报警信号；

如果检测到软件故障或磁盘存储空间不足，报警处理设备对应的软件状态指示显红色；报警处理设备向主控室和厂房计算机系统发送系统故障报警信号；

如果检测到磁盘存储空间不足，报警处理设备对应的磁盘空间状态指示显红色；

如果检测到电源失电，软件自动完成当前数据保存后退出，并自动关机，报警处理设备自动向主控室和厂房计算机系统发送系统故障报警信号。

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