CN112330931A - 一种优化的临界事故报警方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种优化的临界事故报警方法及系统，方法包括：按照预设采集周期采集探测器数据；对每个采集周期的采集数据进行累加，得到累加值；当累加值达到预设值时，根据累加值和当前累加时间计算并存储累加剂量率；到达预设最大时间但累加值未能达到预设值时，根据累加值和该最大时间计算并存储累加剂量率；比对累计剂量率与报警阈值，并根据比对结果决定是否进行报警。系统包括：数据采集模块、数据累加模块、第一数据计算模块、第二数据计算模块和报警模块。本发明的有益效果如下：本发明采用远小于常规的数据采集周期进行数据采集，能够及时发现临界事故状态并报警，缩短临界事故下的报警时间，由于采集周期短，提供的数据更为详尽精准。

Description

一种优化的临界事故报警方法及系统
技术领域
本发明属于核安全领域，具体涉及一种优化的临界事故报警方法及系统。
背景技术
核临界事故，是指易裂变物质意外发生的自持或发散的中子链式反应所造成的能量和放射性物质释放事件，一般指瞬发超临界事故(后文提到的临界事故均指瞬发超临界事故)。虽然核临界事故不会像原子弹爆炸那样，瞬间将大部分核材料的裂变能量释放出去，但在事故发生时仍会产生大量的瞬发中子和伽玛射线，对附近的工作人员造成超剂量的辐射，甚至致人死亡。
国标《GB15146.9-94反应堆外易裂变材料的核临界安全核临界事故探测与报警系统的性能及检验要求》中规定，在一个独立区域内，凡涉及总量超过700 g235U、520g233U、450g239Pu的易裂变同位素或450g这些同位素的任意组合物的操作活动，必须评价设置临界事故报警系统的必要性。
临界事故报警系统一般由探头、信号处理主机、报警灯笛三部分组成。原有三篇专利涉及临界事故报警系统：(1)一种核临界事故探测器，陕西卫峰核电子有限公司，申请号201710052785.0；(2)一种核临界事故的探测方法及探测器，陕西卫峰核电子有限公司，申请号201710054029.1；(3)临界事故γ报警器，四川材料与工艺研究所，申请号95204711.X。
然而，原有临界报警系统普遍存在以下问题，原有临界事故报警系统数据存储一般以1秒或更长的周期进行存储，而临界事故持续时间最短可能只有几毫秒、几十毫秒，所以此时的报警系统不能对事故过程进行重现反演，从而对事故后的事故大小判断提供不了翔实可靠的数据支持。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种优化的临界事故报警方法及系统，该技术方案可以在临界事故情况下更快地触发报警，并提供更多的测量数据，以便事故后的反演。
本发明的技术方案如下：
一种优化的临界事故报警方法，包括：
按照预设采集周期采集探测器数据；
对每个采集周期的采集数据进行累加，得到累加值；
当累加值达到预设值时，根据累加值和当前累加时间计算并存储累加剂量率；
到达预设最大时间但累加值未能达到预设值时，根据累加值和该最大时间计算并存储累加剂量率；
比对累计剂量率与报警阈值，并根据比对结果决定是否进行报警。
进一步地，上述的优化的临界事故报警方法，所述采集周期为1～60毫秒。
进一步地，上述的优化的临界事故报警方法，所述采集数据包括至少三个探头的采集数据；
所述当累加值达到预设值时，根据累加值和当前累加时间计算并存储累加剂量率为：
当任一个探头的采集数据的累加值达到预设值时，根据所有探头的累加值和当前累加时间分别计算并存储累加剂量率；
所述到达预设时间但累加值未能达到预设值时，根据累加值和预设时间计算并存储累加剂量率为：
到达预设时间但累加值未能达到预设值时，根据所有探头的累加值和当前累加时间分别计算并存储累加剂量率；
所述比对累计剂量率与报警阈值，并根据比对结果决定是否进行报警为：
分别比对所有探头的累计剂量率与报警阈值，至少两个探头的累计剂量率不超过报警阈值时，进行报警。
相应地，本发明还提供了一种优化的临界事故报警系统，包括：
数据采集模块，按照预设采集周期采集探测器数据；
数据累加模块，对每个采集周期的采集数据进行累加，得到累加值；
第一数据计算模块，当累加值达到预设值时，根据累加值和当前累加时间计算并存储累加剂量率；
第二数据计算模块，到达预设最大时间但累加值未能达到预设值时，根据累加值和该最大时间计算并存储累加剂量率；
报警模块，比对累计剂量率与报警阈值，并根据比对结果决定是否进行报警。
进一步地，上述的优化的临界事故报警系统，所述采集周期为1～60毫秒。
进一步地，上述的优化的临界事故报警系统，所述采集数据包括至少三个探头的采集数据；
第一数据计算模块，当任一个探头的采集数据的累加值达到预设值时，根据所有探头的累加值和当前累加时间分别计算并存储累加剂量率；
第二数据计算模块，到达预设时间但累加值未能达到预设值时，根据所有探头的累加值和当前累加时间分别计算并存储累加剂量率；
报警模块，分别比对所有探头的累计剂量率与报警阈值，至少两个探头的累计剂量率不超过报警阈值时，进行报警。
本发明的有益效果如下：
本发明采用远小于常规的数据采集周期进行数据采集，能够及时发现临界事故状态并报警，缩短临界事故下的报警时间，同时，由于采集周期短，提供的测量数据更为详尽精准。
通过对每周期采集数据进行累加后计算剂量率并存储的方式，保证存储数据的周期符合常规存储习惯，适用性强。
采用3取2冗余进行报警，更有利于保证测量数据准确可靠。
附图说明
图1为本发明的一种优化的临界事故报警方法的流程图。
图2为本发明的一种优化的临界事故报警系统的结构框图。
图3为本发明的一个实施例的优化的临界事故报警方法的逻辑图。
图4为原有的临界事故报警方法的逻辑图。
图5为原有临界事故报警方法的采集数据图。
图6为本发明的采集数据图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明公开了一种优化的临界事故报警方法，包括：
S100、按照预设采集周期采集探测器数据；
S200、对每个采集周期的采集数据进行累加，得到累加值；
S301、当累加值达到预设值时，根据累加值和当前累加时间计算并存储累加剂量率；
S302、到达预设最大时间但累加值未能达到预设值时，根据累加值和该最大时间计算并存储累加剂量率；
S400、比对累计剂量率与报警阈值，并根据比对结果决定是否进行报警。
本发明中，采集周期为1～60毫秒(该采集周期根据剂量率情况进行动态变化，高剂量率情况下采集周期最短为1毫秒，低剂量水平下采集周期变长，最长为60秒)，远远小于之前技术通常采用的1s的采集周期；当累加值达到预设值时，就可以判定有可能发生了临界事故，可以通过累加剂量率进行进一步确定。因为采集周期短，一则能够更快的对临界事故进行响应，触发报警；二则一旦发生临界事故，事故发生时间能够覆盖多个采集周期，本发明提供的采集数据就能够翔实可靠地反应与随时间发展的事故状态变化，便于对事故进行精准分析。
另外，本发明通过预设最大时间的设定保证了数据的处理不会过于繁琐，减轻系统的处理负担。例如当最大时间与现有技术中通常采用的采集周期相同时，通过步骤S302能够保证安全状态下几乎等同的数据存储情况，避免了对数据处理系统的负担增加。
优选地，采集数据包括至少三个探头的采集数据；此时，步骤S301为：
当任一个探头的采集数据的累加值达到预设值时，根据所有探头的累加值和当前累加时间分别计算并存储累加剂量率；
步骤302为：
到达预设时间但累加值未能达到预设值时，根据所有探头的累加值和当前累加时间分别计算并存储累加剂量率；
步骤400为：
分别比对所有探头的累计剂量率与报警阈值，至少两个探头的累计剂量率不超过报警阈值时，进行报警。
如图2所示，本发明还提供了一种优化的临界事故报警系统，包括：
数据采集模块100，按照预设采集周期采集探测器数据；
数据累加模块200，对每个采集周期的采集数据进行累加，得到累加值；
第一数据计算模块301，当累加值达到预设值时，根据累加值和当前累加时间计算并存储累加剂量率；
第二数据计算模块302，到达预设最大时间但累加值未能达到预设值时，根据累加值和该最大时间计算并存储累加剂量率；
报警模块400，比对累计剂量率与报警阈值，并根据比对结果决定是否进行报警。
本实施例中，采集数据包括至少三个探头的采集数据；
第一数据计算模块，当任一个探头的采集数据的累加值达到预设值时，根据所有探头的累加值和当前累加时间分别计算并存储累加剂量率；
第二数据计算模块，到达预设时间但累加值未能达到预设值时，根据所有探头的累加值和当前累加时间分别计算并存储累加剂量率；
报警模块，分别比对所有探头的累计剂量率与报警阈值，至少两个探头的累计剂量率不超过报警阈值时，进行报警。
原有临界事故报警方法的逻辑图如图4所示，按照预设采集周期T进行采集计数N，周期结束后按照N/Y的方式的计算剂量率并存储，并根据剂量率与阈值判断是否报警。
为验证效果，本发明的一个实施例按照预设采集周期为0.1ms，预设最大时间为60s进行了试验，逻辑图如图3所示，其中Nc为存储阈值。当任意 1个探测器的累积值N≥Nc时，计算输出此次3个探头的累计剂量率n并进行存储，然后判断3个探头的累计剂量率n是否超过报警阈值，如果满足“3 取2”报警条件，则触发报警；如果在60s内没有探头累积值达到存储阈值 Nc，则强制输出每个探头累积值，计算出累计剂量率后进行报警阈值判断，并开启下一次测量。
为了本发明的报警方法的优越性，利用脉冲中子源开展了相应实验验证，原有临界事故报警方法的采集数据图见附图5所示，本发明的采集数据图见附图6所示。
从附图5和附图6的对比中分析得到以下结论。采用定周期T工作模式，当T＝1ms时，采集得到的曲线无法明显反映3次模拟脉冲峰。随着采集周期T的改变，如T＝10ms时，计数率计算结果变优，但仍然不能明显反应3 次模拟脉冲峰。当T＝250ms、1s时，3次模拟脉冲峰得以区分，但是每次响应得到的脉冲峰，对应数据点只有1、2个，无法体现脉冲峰增长和衰减过程。采用优化模式得到的计数率变化曲线分辨率明显优于前者。不仅总体数据存储量小，而且对于高计数率窄脉冲峰，可以更精细的描绘其变化过程。所以在瞬变过程下，也实现了优化目的。在实际应用中，可以根据厂房内的剂量水平，以及临界事故时的剂量水平，设定存储阈值Nc，使报警系统的数据采集、存储达到最优。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种优化的临界事故报警方法，其特征在于，包括：
按照预设采集周期采集探测器数据；
对每个采集周期的采集数据进行累加，得到累加值；
当累加值达到预设值时，根据累加值和当前累加时间计算并存储累加剂量率；
到达预设最大时间但累加值未能达到预设值时，根据累加值和该最大时间计算并存储累加剂量率；
比对累计剂量率与报警阈值，并根据比对结果决定是否进行报警。
2.如权利要求1所述的优化的临界事故报警方法，其特征在于，所述采集周期为1～60毫秒。
3.如权利要求1或2所述的优化的临界事故报警方法，其特征在于，所述采集数据包括至少三个探头的采集数据；
所述当累加值达到预设值时，根据累加值和当前累加时间计算并存储累加剂量率为：
当任一个探头的采集数据的累加值达到预设值时，根据所有探头的累加值和当前累加时间分别计算并存储累加剂量率；
所述到达预设时间但累加值未能达到预设值时，根据累加值和预设时间计算并存储累加剂量率为：
到达预设时间但累加值未能达到预设值时，根据所有探头的累加值和当前累加时间分别计算并存储累加剂量率；
所述比对累计剂量率与报警阈值，并根据比对结果决定是否进行报警为：
分别比对所有探头的累计剂量率与报警阈值，至少两个探头的累计剂量率不超过报警阈值时，进行报警。
4.一种优化的临界事故报警系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，按照预设采集周期采集探测器数据；
数据累加模块，对每个采集周期的采集数据进行累加，得到累加值；
第一数据计算模块，当累加值达到预设值时，根据累加值和当前累加时间计算并存储累加剂量率；
第二数据计算模块，到达预设最大时间但累加值未能达到预设值时，根据累加值和该最大时间计算并存储累加剂量率；
报警模块，比对累计剂量率与报警阈值，并根据比对结果决定是否进行报警。
5.如权利要求4所述的优化的临界事故报警系统，其特征在于，所述采集周期为1～60毫秒。
6.如权利要求4或5所述的优化的临界事故报警系统，其特征在于，所述采集数据包括至少三个探头的采集数据；
第一数据计算模块，当任一个探头的采集数据的累加值达到预设值时，根据所有探头的累加值和当前累加时间分别计算并存储累加剂量率；
第二数据计算模块，到达预设时间但累加值未能达到预设值时，根据所有探头的累加值和当前累加时间分别计算并存储累加剂量率；
报警模块，分别比对所有探头的累计剂量率与报警阈值，至少两个探头的累计剂量率不超过报警阈值时，进行报警。
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