本發(fā)明涉及核電站技術領域，尤其涉及一種核電站中子通量的計數仿真系統(tǒng)及方法。

背景技術：

核電站通過設置堆外探頭連續(xù)測量反應堆在停堆、啟動、功率運行等各種工況下的堆外中子通量，對這些測量到的信號進行處理后產生一系列閉鎖和允許信號、報警和停堆信號，保證反應堆在任何工況下都處于安全、可控的范圍內。而中子通量計數器是其中一個重要組成部分，主控室的中子通量計數器系統(tǒng)中的音響是根據實際源量程的值進行播放的，值高則音響播放頻率高，值低則播放頻率低，操縱員可以通過音響中播放的報警提示聲音的頻率來大概判斷中子通量的數值和判斷核電機組是否處于安全范圍內，是否接近跳堆值，其是一種啟停堆(達臨界)的重要和直觀的輔助手段。當操縱員在模擬機上進行培訓和取照考試的時候，為了達到高度逼真的培訓效果，必須在主控室營造與參考機組高度一致的仿真環(huán)境，以讓操縱員面對最真實的培訓場景，達到提高心理素質、形成正確的感官響應習慣以及處理各種復雜運行情況的全面的技術能力的目標，使得核電站中子通量計數器在機組運行工況下的逼真再現必不可少。

在現有的核電站中，核電站中子通量計數仿真方案的實現手段是：在全范圍模擬機的模型中編一個小歸類邏輯，按中子通量的數值大小劃分為5個頻率來控制中子通量報警提示音頻信號的播放，再將已經選好的其中一個頻率的音頻信號傳輸給喇叭進行播放，同時取消了實際核電機組中頻率檔位(1，10，100，1000)的切換功能。

然而，上述仿真系統(tǒng)的實現原理和實際核電機組差別較大，同時對實際核電機組的重要功能進行了簡化，很難真實再現相關的培訓場景，使得此系統(tǒng)基本喪失了其培訓作用，并對操縱員存在一定的誤導，最終造成用戶對此系統(tǒng)的體驗和培訓效果差。

技術實現要素：

本發(fā)明針對現有技術中存在的問題，提供了一種核電站中子通量的計數仿真系統(tǒng)及方法，能夠最大程度地實現中子通量的計數功能仿真，有助于相關技術人員的培訓。

本發(fā)明就上述技術問題而提出的技術方案如下：

一方面，本發(fā)明提供一種核電站中子通量的計數仿真系統(tǒng)，包括：

模擬機，用于生成核電站全范圍內實際中子通量的數值；

仿真計算機，連接所述模擬機，用于從所述模擬機全范圍內實際中子通量的數值中采集需要仿真的中子通量的數值，根據中子通量的數值和音頻信號的關系表將所述仿真的中子通量的數值轉換為對應的音頻信號；以及，

主控室中子通量喇叭，連接所述仿真計算機，用于接收并播放所述音頻信號。

進一步地，所述系統(tǒng)還包括：接口設備，所述仿真計算機通過所述接口設備連接所述模擬機，用于將所述模擬機輸出的所述仿真的中子通量的數值轉換為所述仿真計算機可識別的數值。

進一步地，所述仿真計算機具體包括：

記錄模塊，用于記錄現場實際全范圍中子通量的報警信息，報警信息包括中子通量數值和對應的音頻信息；

配置模塊，用于根據所述中子通量數值和對應的音頻信息，建立中子通量的數值和報警的音頻信號的關系表；

轉換模塊，用于從所述模擬機全范圍內實際中子通量的數值中采集需要仿真的中子通量的數值，并將所述仿真的中子通量的數值轉換為音頻播放頻率值；以及，

音頻信息獲取模塊，用于根據所述數值獲取所述音頻播放頻率值所對應的音頻信號。

進一步地，所述轉換模塊按如下公式對數值進行轉換：

Y＝X/K；

其中，Y為音頻播放頻率值，X為中子通量的數值，K為頻率檔位系數。

進一步地，所述仿真計算機還包括：切換模塊，用于選擇和切換所述頻率檔位系數，使所述轉換模塊能夠將所述數值轉換為不同的音頻播放頻率值，并使所述音頻信息獲取模塊能夠分別獲取所述不同的音頻播放頻率值所對應的音頻信號。

進一步地，所述仿真計算機還包括：音量調節(jié)模塊，用于調節(jié)所述音響喇叭的播放音量。

另一方面，本發(fā)明提供一種核電站中子通量的計數仿真方法，包括：

模擬機生成核電站全范圍內實際中子通量的數值；

仿真計算機從所述模擬機全范圍內實際中子通量的數值采集需要仿真的中子通量的數值，根據中子通量的數值和音頻信號關系表將所述仿真的中子通量的數值轉換為對應的音頻信號；

主控室中子通量喇叭接收并播放所述音頻信號。

進一步地，在所述仿真計算機接收所述數值，并獲取所述數值所對應的音頻信號之前，還包括：

接口設備將所述模擬機輸出的數值轉換為所述仿真計算機可識別的數值。

進一步地，所述仿真計算機從所述模擬機全范圍內實際中子通量的數值采集需要仿真的中子通量的數值，根據中子通量的數值和音頻信號關系表將所述仿真的中子通量的數值轉換為對應的音頻信號，具體包括：

記錄現場實際全范圍中子通量的報警信息，報警信息包括中子通量數值和對應的音頻信息；

根據所述中子通量數值和對應的音頻信息，建立中子通量的數值和報警的音頻信號的關系表；

從所述模擬機全范圍內實際中子通量的數值中采集需要仿真的中子通量的數值，并將所述數值轉換為音頻播放頻率值；

根據所述數值獲取所述音頻播放頻率值所對應的音頻信號。

進一步地，所述數值按如下公式進行轉換：

Y＝X/K；

其中，Y為音頻播放頻率值，X為中子通量的數值，K為頻率檔位系數。

進一步地，所述方法還包括：

所述仿真計算機選擇和切換所述頻率檔位系數，以將所述數值轉換為不同的音頻播放頻率值，并分別獲取所述不同的音頻播放頻率值所對應的音頻信號。

進一步地，所述方法還包括：

所述仿真計算機調節(jié)所述音響喇叭的播放音量。

本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

通過模擬機生成核電站全范圍內實際中子通量的數值，再通過仿真計算機從模擬機中采集需要仿真的中子通量的數值，以根據關系表獲取仿真的中子通量的數值所對應的音頻信號，從而使音響喇叭對該音頻信號進行播放，實現核電機組在運行過程中中子通量報警提示聲響的高逼真仿真功能，有助于相關技術人員的培訓，且方案簡單、成本低、易于實現。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例一提供的核電站中子通量的計數仿真系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例二提供的核電站中子通量的計數仿真方法的流程示意圖。

具體實施方式

為了解決現有技術在核電站中子通量計數仿真系統(tǒng)中存在的功能簡單、培訓效果差等技術問題，本發(fā)明旨在提供一種核電站中子通量的計數仿真系統(tǒng)，其核心思想是：提供一種模擬機和仿真計算機，使模擬機生成核電站全范圍內實際中子通量的數值，并將該數值中需要仿真的中子通量的數值送入仿真計算機進行計算和處理，根據關系表獲取仿真的中子通量的數值所對應的音頻信號，仿真計算機再講該音頻信號送入主控室中子通量喇叭進行播放，實現核電機組在運行過程中中子通量報警提示聲響的高逼真仿真功能。本發(fā)明所提供的計數仿真系統(tǒng)能夠高度逼真的仿真核電站中子通量計數功能，高度維護了系統(tǒng)功能的完整性，使得系統(tǒng)的培訓功能可以得到充分發(fā)揮。

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例一

本發(fā)明實施例提供了一種核電站中子通量的計數仿真系統(tǒng)，參見圖1，該計數仿真系統(tǒng)包括：

模擬機1，用于生成核電站全范圍內實際中子通量的數值；

仿真計算機2，連接所述模擬機1，用于從所述模擬機全范圍內實際中子通量的數值中采集需要仿真的中子通量的數值，根據中子通量的數值和音頻信號的關系表將所述仿真的中子通量的數值轉換為對應的音頻信號；以及，

主控室中子通量喇叭3，連接所述仿真計算機2，用于接收并播放所述音頻信號。

需要說明的是，實際核電機組中中子通量計數器系統(tǒng)的實現原理是對中子通量的數值進行換算，轉成相應的頻率報警提示聲響，以在技術人員進行機組啟停操作過程中對技術人員進行提示和輔助。本發(fā)明所提供的計數仿真系統(tǒng)與實際系統(tǒng)的原理相同。模擬機1模擬生成核電站全范圍實際核電機組中子通量的數值，其中，模擬機1是對整個機組正常、故障和事故等運行工況進行全比例全范圍模擬的裝置。模擬機1在生成中子通量數值后，仿照實際核電機組的特點，將需要仿真的中子通量的數值發(fā)送到外部系統(tǒng)，即仿真計算機2上進行計算和處理，而不是在模擬機系統(tǒng)中進行計算，從而保證了模擬機系統(tǒng)的獨立性和維護的方便性，且方便于模擬機系統(tǒng)的其他特殊功能的實現。

仿真計算機2在采集需要仿真的中子通量的數值后，對該數值進行計算和處理，根據中子通量的數值和音頻信號的關系表獲取該數值所對應的音頻信號，其中，音頻信號為中子通量報警提示聲響音頻信號。仿真計算機2在獲取相應地音頻信號后，將該音頻信號通過音頻輸出接口送入裝在主控室中子通量喇叭3上進行播放，實現對相關技術人員啟停機組等運行工況過程中的培訓功能。

進一步地，所述系統(tǒng)還包括：接口設備4，所述仿真計算機2通過所述接口設備4連接所述模擬機1，用于將所述模擬機1輸出的所述仿真的中子通量的數值轉換為所述仿真計算機2可識別的數值。

需要說明的是，由于模擬機1是基于全范圍模擬機平臺的，與仿真計算機所采用的專用軟件系統(tǒng)不同，因此需要一個專用的接口設備4，作為兩個平臺的橋梁，將模擬機1中采集到的中子通量數值進行轉換，使轉換后的數值能夠被仿真計算機2的輸入接口認可和識別，以便將中子通量的數值傳送到仿真計算機2的專用軟件系統(tǒng)中進行計算和使用。因此，在設置接口設備前，需先了解接口設備的輸入和輸出規(guī)則，以及兩個平臺的通信規(guī)則，以便實現模擬機和仿真計算機的對接。

進一步地，所述仿真計算機具體包括：

記錄模塊，用于記錄現場實際全范圍中子通量的報警信息，報警信息包括中子通量數值和對應的音頻信息；

配置模塊，用于根據所述中子通量數值和對應的音頻信息，建立中子通量的數值和報警的音頻信號的關系表；

轉換模塊，用于從所述模擬機全范圍內實際中子通量的數值中采集需要仿真的中子通量的數值，并將所述仿真的中子通量的數值轉換為音頻播放頻率值；以及，

音頻信息獲取模塊，用于根據所述數值獲取所述音頻播放頻率值所對應的音頻信號。

進一步地，所述轉換模塊按如下公式對數值進行轉換：

Y＝X/K；

其中，Y為音頻播放頻率值，X為實際中子通量的數值，K為頻率檔位系數。

需要說明的是，仿真計算機從實際核電機組1∶1錄制中子通量報警提示聲響音頻文件作為音頻信息以及對應的中子通量數值，從而建立中子通量的數值與音頻信息的關系表。在將需要仿真的中子通量的數值送入仿真計算機的專用軟件系統(tǒng)中后，仿真計算機中的轉換模塊通過上述邏輯運算獲得與實際核電機組相一致的報警提示音響的播放頻率，即音頻播放頻率值Y。進而，仿真計算機中的音頻信息獲取模塊根據轉換獲得的音頻播放頻率值來觸發(fā)其對應的音頻文件，獲取音頻信號，再通過音頻輸出接口將音頻信號送入裝在主控室中子通量喇叭上進行播放，完成核電站中子通量的計數仿真。

進一步地，所述仿真計算機還包括：切換模塊，用于選擇和切換所述頻率檔位系數，使所述轉換模塊能夠將所述數值轉換為不同的音頻播放頻率值，并使所述音頻信息獲取模塊能夠分別獲取所述不同的音頻播放頻率值所對應的音頻信息。

需要說明的是，頻率檔位系數K可從1、10、100、1000四個系數中選擇和切換，保證與實際核電機組一致。通過選擇和切換不同的頻率檔位系數，將采集到的中子通量的數值轉換為不同的音頻播放頻率值，進而使音響喇叭播放不同頻率的音頻信號。其中，切換模塊還可在顯示屏上顯示出檔位選擇畫面，以仿真實際核電機組的檔位切換功能。

進一步地，所述仿真計算機還包括：音量調節(jié)模塊，用于調節(jié)所述音響喇叭的播放音量。

需要說明的是，仿真計算機直接驅動裝在主控室的音響喇叭進行聲音播放，達到與現場頻率和音色高度一致的報警提示聲音。仿真計算機還可對音響喇叭的音量進行調節(jié)，音響喇叭使用普通音頻播放器即可。另外，由于裝載在仿真計算機上的軟件和音頻對硬件無特殊要求，因此仿真計算機使用普通電腦主機即可。

本發(fā)明實施例通過模擬機生成全范圍內實際中子通量的數值，再通過仿真計算機從模擬機中采集需要仿真的中子通量的數值，以根據中子通量的數值和音頻信號的關系表獲取對應的音頻信號，從而使主控室中子通量喇叭對該音頻信號進行播放，實現核電機組在運行過程中中子通量報警提示聲響的高逼真仿真功能，有助于相關技術人員的培訓。

實施例二

本發(fā)明實施例提供了一種核電站中子通量的計數仿真方法，能夠應用于上述實施例中的核電站中子通量的計數仿真系統(tǒng)中。參見圖2，該方法包括：

S1、模擬機生成核電站全范圍內實際中子通量的數值；

S2、仿真計算機從所述模擬機全范圍內實際中子通量的數值采集需要仿真的中子通量的數值，根據中子通量的數值和音頻信號關系表將所述仿真的中子通量的數值轉換為對應的音頻信號；

S3、主控室中子通量喇叭接收并播放所述音頻信號。

進一步地，在所述仿真計算機接收所述數值，并獲取所述數值所對應的音頻信號之前，還包括：

接口設備將所述模擬機輸出的數值轉換為所述仿真計算機可識別的數值。

進一步地，所述仿真計算機從所述模擬機全范圍內實際中子通量的數值采集需要仿真的中子通量的數值，根據中子通量的數值和音頻信號關系表將所述仿真的中子通量的數值轉換為對應的音頻信號，具體包括：

記錄現場實際全范圍中子通量的報警信息，報警信息包括中子通量數值和對應的音頻信息；

根據所述中子通量數值和對應的音頻信息，建立中子通量的數值和報警的音頻信號的關系表；

從所述模擬機全范圍內實際中子通量的數值中采集需要仿真的中子通量的數值，并將所述數值轉換為音頻播放頻率值；

根據所述數值獲取所述音頻播放頻率值所對應的音頻信號。

進一步地，所述數值按如下公式進行轉換：

Y＝X/K；

其中，Y為音頻播放頻率值，X為中子通量的數值，K為頻率檔位系數。

進一步地，所述方法還包括：

所述仿真計算機選擇和切換所述頻率檔位系數，以將所述數值轉換為不同的音頻播放頻率值，并分別獲取所述不同的音頻播放頻率值所對應的音頻信號。

進一步地，所述方法還包括：

所述仿真計算機調節(jié)所述音響喇叭的播放音量。

本發(fā)明實施例通過模擬機生成全范圍內實際中子通量的數值，再通過仿真計算機從模擬機中采集需要仿真的中子通量的數值，以根據中子通量的數值和音頻信號的關系表獲取對應的音頻信號，從而使主控室中子通量喇叭對該音頻信號進行播放，實現核電機組在運行過程中中子通量報警提示聲響的高逼真仿真功能，有助于相關技術人員的培訓。

綜上所述，本發(fā)明提出了一種核電站中子通量的計數仿真系統(tǒng)及方法，其具有較好的實用效果，本發(fā)明的計數仿真系統(tǒng)對中子通量的數值計算和處理的方式，與實際核電機組的處理方式相一致，使本系統(tǒng)更趨于實際核電機組的原理和架構，且采用實際核電機組的真實報警提示聲響音色，增加與實際核電機組功能一樣的頻率檔位切換功能，達到與現場高度一致的仿真效果，最大程度的實現中子通量的計數仿真功能，為技術人員的培訓提供高質量和高逼真度的功能和系統(tǒng)，而且采用獨立的設備和軟件，更易維護，另外，本系統(tǒng)方案簡單，成本低，易于實現。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。