EJ∕T 20139-2016 后处理厂过程中钚存量中子监测装置设计准则.pdf

,ICS 27.120.30 F 49 备案号56941-2017E EJ/T 20139-2016 后处理厂过程中杯存量中子监测装置设计准则Dign eriteria of neutron measurement method for Plutonium inventory monitoring instrument for proesID reproesing plant 2016-12-14发布2017-03-01实施国家国防科技工业局发布.,本标准由中国核工业集团公司提出.本标准由核工业标准化研究所归口.前言本标准起草单位=中核囚0四有限公司、西安核仪器厂.本标准主要起草人z梁勇、刘国良、周成龙、权金虎、李庆光、鹿小庆 EJ/T 20139-2016.,民.EJ/T 20139-2016 后处理厂过程中杯存量中子监测装置设计准则范围1 范围本标准规定了后处理厂过程中坏存量中子监测装置的系统功能、主要部件及其安全分组、设计要求以及质量与可靠性等要求.本标准适用于后处理厂过程中坏存量中子监测装置的设计。其它相关核材料生产单位过程中怀存量中子监测装置的设计可参考使用.2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款.凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单不包含勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而.鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本.凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准.GB/T 8993核仪器环境条件与试验方法GB/T 10257核仪器和核探测器质量检验规则GB/T 10263 辐射探测器环境条件与试验方法3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准.3.1 总中子法total oeutroD measuremeot metb创通过测量物料发出的总中子数进行物料测量的一种方法.3.2 相对固有误差relative lntriosic error 在规定的参考条件下，受到规定的参考辐射照射时，仪器指示值的相对误差。3.3 变异系数coemeieot of variatioD 标准偏差s与一组n个测量值Xi的算数平均值之比值。4 系统功能4.1 功能要求4.1.1 后处理厂过程中怀存量中子监测装置主要用于后处理生产单位或相关核材料单位过程中坏存量的监测，用以对临界报警提供数据支持、估算物料量，并对核材料的衡算提供参考.4.1.2 装置应具有下述主要功能:a)在坏材料生产单位连续运行期间，实时测量专用工艺设备内的中子发射强度及其随时间的变化:b)依据标定曲线计算工艺设备内的等效怀质量:c)具备三级报警功能，当中子测量值或等效怀存量超过设定阑值时，及时发出声光报警信号，提示操作区域及远程监控人员采取措施进行控制。4.2性能要求装置应满足下列性能za)装置的相对固有误差小于15%.对怀存量测量克数的测量误差小于20%;b)有效测量范围应达到(0.1-50比附)cps.如果要求有效量程上限较低，或需要提高到50000cps 以上时，需与制造厂协商确定。EJ月20139-20165 系统主要部件及其安全分级5.1 探测部件5.1.1 探测器t可采用BFl正比计数悻、3He正比计数管或LiI闪烁探测器等类型，探测器的选择与验收应遵循GB/T10257的规定.5.1.2 反射体z环绕探测器的中子慢化和中子反射介质(如聚乙烯、碳化棚等).用于对物料产生的中子进行慢化和反射，提高装直的探测效率.反射体可根据所测量的工艺设备具体情况选择性安装.5.2 电子学部分5.2.1 前置放大器z通常直于探测器附近，用于对探测器产生的电脉冲进行初步放大整形、提高信噪比、及提高探测器输出信号的传输距离.5.2.2 主版大器z对前置放大器输出的电信号进一步进行放大和整形，以便于信号处理部分进行信号处理.5.2.3 就地处理部分:具有对主放大器输出的电信号进行计数、计算、参数设置以及显示和报警功能的电子学线路。5.3 去全分组装置的核安全分级应符合工艺系统的监测要求。5.4其它5.4.1 电缆(包括信号电缆)应该达到国家核安全局规定的核安全lE级。5.4.2 远程数据处理单元:用于对装置获取的数据进行保存、计算、参数设置等处理的远程计算机软件系统.6 设计要求6.1 总体要求6.1.1 装置可采取总中子法、符合法或者复合测量方法.在满足性能要求的前提下宜采用总中子测量法.6.1.2 设计时应在合理条件下尽可能的提高装置的探测效率，如在有限空间的工艺场所内采取探测敬率高的探测器.6.1.3 装置应设计成分体结构，即探测部件与信号处理部分分离。6.1.-i 装置应能测量从热中子至15MeV能量区间的中子辐射产生的中子计数，且应避免使用手动量程切换.装置内置有等效杯质量换算的算法，并应直接显示中子计数测量值及等效杯存量.6.1.5 装贵的设计应尽可能降低对电磁和电离辐射的响应，尽可能降低对其它非测量对象的中子辐射其的响应，并且对响应忙H兄给出具体数据，如果响应商量1/不时忽略的程度，院对测最如果进行修正.6.1.6 在强中子辐射场中应用的探测部件应由中子响应截国效应低的材料构成.6.1.7 装置参考点的位置，应在其外表标明，装置相对于校准方向的取向应在仪黯有关的附件中给出。6.1.8 为防止误操作，对于监测装置的测量及报警设置参数管理，要针对不同的操作人员设置不同的 管理权限.6.1.9 装置应设计有内置高权限密码，以防止密码忘记时的参数恢复.6.1.10 设计中应考虑中子计数统计涨落的情况，等效怀存量的计算应按照单位响应时间内的中子平均计数计算.6.1.11 装置应备有自检部件，以用于对报警指示灯及其它指示单元进行测试-6.1.12 探测部件表面及结构组成应设计成易于去污。6.1.13 监测装置应设计成引起报警或其它指示的故障的平均无故障间隔时间(MTBF)不小于10000h.无指示的故障的平均无故障间隔时间CMTBF)为200h.6.1.14监测装置必须能承受正常运行及事故工况下所出现的环境条件，应满足GB/T10263和GB/T 8993的有关要求。6.1.15 对于怀物料总量较大时，在符合统计涨落限值条件下，推荐尽可能降低响应时间.对于极少的怀物料监测中，应指明变异系数与响应时间的合理数值。6.1.16 在设计上应采取措施，以确保装置初次调试及后期的刻度、探头维修等操作的可行性及便利性-6.1.17 控制主有远程数据处理单元，但装置的性能和基本工作状态，不受任何运行模式或控制室的任何故障的影响.2 EJ/T 20139-2016 6.1.18 对测量装置的电气稳定性、探测效率、报警装置可靠性等，设计应考虑定期的试验和检查要求-6.1.19 设计上应采取节列便于调试及检测的输入与输出接口探点).包括前置放大器用于电检测的输入、输出接l=l;披末器的输入、输出接口:霸别器的输入、输出接口.6.1.20 对于从测量装置获取数据的远程数据处理单元，可采用专用软件的形式或通过组态类软件进行系统集成.6.2 信号处理部分设计要求6.2.1 监测装置应能就地给出指示或报警信号，并配有在l000m范围内向控制室重复传输该信号的接口.6.2.2 装置指标值应能够显示中子计数率及怀存量，中子计数率用cps表示，怀存量的单位为克(g)0 6.2.3 对于线性刻度的装置，相邻的两个量程段之间的刻度困子之比值应不超过10.6.2.4 含有触发线路的测量部件应设计成故障安全即供电电源的中断或故障，或引起信号丢失的元器件故障，应导致触发电路动作而产生报警.6.2.5 报警线路应是可操作的，或者保持报警条件直至于动复位，或者当报警状态消失时自动复位-6.2.6 检验部件应当具有所有报警功能，以便检查报警效果.在可调报警的情况下，应当在包括实际报警点在内的整个调整范围内实施报警检验.6.2.7 应具有高值报警、低值报善和故障报警等功能，具体如下za)商值报警:对线性刻度至少覆盖读数范围的10%-90%，对对数刻度至少覆盖最低档的5伪也至最商档的9伪.对数字显示至少覆盖除最低有效数字位的整个范围之外，还应具有一个或数个可调报警值;b)低值报警:应当设置有低值报警功能.它应设在低于有效量程最小值的某一点上，并应能在探测器故障发生的30min之内给出报警.在标准试验条件下，误报警概率应低于每15Oh一次.低值报警也可与故障报警合井，作为故障报警的种类型:c)故障报警t应按实际可能对尽可能多的电子学线路故障及电缆切断或短路故障给出报瞥，最好对各故障源分别指示.在设定故障报警范国时，应考虑到提供低值报警.7 质量与可靠性,.1 装直除要求工作稳定、可靠且便于维护和修理外，还应确保其量程范围、最11fpf探测限、测量误差和使用条件应满足核仪器设计一般准则及现场实际要求.7.2 若将该测量装置用于不同的工艺类设备上，需要增加的其它要求，可由用户与制造厂协商确定.3