ICS 27.120.20 F 69 中 华 人 民 共 和 国 能 源 行 业 标 准 NB/T 20658—2023 压水堆核电厂堆芯在线监测系统技术要求 Technical requirement for core online monitoring system of pressurized wat er reactor nuclear power plants 2023 - 05 - 26发布 2023 - 11 - 26实施 国家能源局 发 布 NB/T 20568 —2023 I 目 次 前言 ................................................................................ II 1 范围 ............................................................................... 1 2 规范性引用文件 ..................................................................... 1 3 术语和定义 ......................................................................... 1 4 堆芯在线监测系统技术要求 ........................................................... 1 5 硬件技术要求 ....................................................................... 2 6 软件技术要求 ....................................................................... 2 参考文献 ............................................................................. 6 NB/T 20568 —2023 II 前 言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起 草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由能源行业核电标准化技术委员会提出。 本文件由核工业标准化研究所归口。 本文件编制单位：上海核工程研究设计院股份有限公司、中核核电运行管理有限公司、国核自仪系 统工程有限公司、中广核研究院有限公司。 本文件主要起草人：汤春桃、毕光文、费敬然、杨波、洪谦、王国忠、叶国栋、项骏军、李树成、 赵常有、张香菊、朱建敏、黄自平。 NB/T 20568 —2023 1 压水堆核电厂堆芯在线监测系统技术要求 1 范围 本文件规定了压水堆核电厂堆芯在线监测系统总体、硬件和软件技术要求。 本文件适用于采用堆内固定式中子探测器的压水堆核电厂堆芯在线监测系统的设计、开发与应用。 2 规范性引用文件 本文件无规范性引用文件。 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 堆芯在线监测系统 on-line core monitoring system 一套软硬件集成的核电厂运行支持系统，集成堆芯中子物理学与热工水力学计算核心，实时监测堆 芯状态与安全裕量，并提供堆芯运行分析与反应性管理工具。 3.2 堆芯轴向偏移 core axial offset；AO 堆芯上半部分功率和下半部分功率之差与堆芯总功率之比。 4 堆芯在线监测系统技术要求 4.1 功能要求 堆芯在线监测系统应具备堆芯监测功能，同时宜具备堆芯分析功能： a) 堆芯监测功能：根据核电厂实时测量数据，实时更新监测系统中堆芯模型的状态参数，在线监 测堆芯功率分布和关键安全参数，如核焓升热管因子、热流密度热管因子、堆芯轴向偏移、最 小偏离泡核沸腾比、停堆裕量等； b) 堆芯分析功能：根据实时或运行历史任一时刻监测的堆芯模型状态参数，预测分析堆芯状态与 未来行为，为核电厂运行提供必要、合理的指导和参考。 4.2 安全分级 堆芯在线监测系统属于非安全级系统。 4.3 成熟性 堆芯在线监测系统应采用经工程验证的方法模型，包括中子物理学、热工水力学等方法模型。 4.4 可靠性 NB/T 20568 —2023 2 4.4.1 堆芯在线监测系统应采取冗余热备用、数据实时备份等措施，确保系统可靠性及数据存储安全。 4.4.2 堆芯在线监测系统应设置可应对堆芯监测功能异常的离线数据处理手段和数据接口。 4.5 信息安全 4.5.1 堆芯在线监测系统应满足电力行业等级保护的技术要求，同时宜满足工业和信息化部对信息安 全防护的相关要求。 4.5.2 应提供切实可行的安全策略及控制手段，保证堆芯在线监测系统满足信息安全设防的要求。 4.6 数据交互 4.6.1 堆芯在线监测系统与核电厂数据显示和处理系统之间应建立安全、稳定的接口，确保数据采集 与传输的实时性、有效性、完整性。 4.6.2 堆芯在线监测系统应能在电厂主控室、服务器所在计算机室以及其他有需要的地点被访问和使 用。 4.6.3 堆芯在线监测系统的监测参数应在用户指定的屏幕上显示。 5 硬件技术要求 5.1 硬件组成 堆芯在线监测系统的硬件组成包括服务器、网络设备和冗余备用设备。堆芯在线监测系统应长期稳 定运行，以满足核电厂技术规格书的监督要求。 5.2 服务器 5.2.1 服务器的硬件性能及其操作系统应当能够完整支撑堆芯在线监测软件的正常运行。 5.2.2 硬件存储容量应满足堆芯在线监测系统运行一个燃料循环周期的数据存储需求，并留有足够裕 量。 5.2.3 服务器应部署在专用计算机室。 5.3 网络设备 5.3.1 网络设备应由单向隔离网闸、数据交换机及光缆等组成。 5.3.2 系统内部及系统间的网络配置应使用成熟可靠的通信协议（如 TCP/IP 等），完整支撑系统的运 行。 5.3.3 系统内部不同级别的设备之间，应通过单向网闸实现数据从信息安全设防高等级到低等级的单 向流动。 5.3.4 通信接口应具有扩展的能力。 5.4 冗余备用设备 5.4.1 堆芯在线监测系统正常运行时至少拥有两套设备能够独立执行堆芯监测功能。 5.4.2 系统数据存储应具有相应的设备配合程序支持实现系统数据的实时备份，防止系统出现操作失 误或系统故障而导致数据丢失。 6 软件技术要求 NB/T 20568 —2023 3 6.1 堆芯监测 6.1.1 监测参数内容 6.1.1.1 堆芯在线监测系统的监测参数内容应满足核电厂监督要求。 6.1.1.2 通过堆芯在线监测系统，可获得下列参数： a) 堆芯状态参数，包括电厂时间、循环燃耗（或满功率等效运行时间）、热功率水平、控制棒棒 组棒位、冷却剂入口温度、堆芯可溶硼浓度； b) 功率分布和燃耗分布参数，包括核焓升热管因子、热流密度热管因子、堆芯轴向偏移、象限功 率倾斜、最大燃料组件燃耗或最大燃料棒燃耗等； c) 最小偏离泡核沸腾比； d) 反应性参数，包括氙价值、钐价值、硼微分价值、停堆裕量等； e) 系统状态参数，包括堆内中子探测器有效份额。 6.1.1.3 针对不同维度的功率分布限值参数，宜采用统一的裕量表征方法。 6.1.2 不确定性计算 堆芯在线监测系统应能在线计算功率分布限值参数的不确定性。 6.1.3 监测参数显示 堆芯在线监测系统应以图表形式显示堆芯当前状态的监测参数， 并具备显示过去一段典型代表时间 （通常为 24h）历史数据的能力。 6.1.4 数据更新周期 6.1.4.1 电厂直接测量数据的采集周期不宜超过 15s，电厂直接测量数据的处理与传输效率应满足此 要求。 6.1.4.2 堆芯在线监测参数的更新周期不宜超过 1min，堆芯在线监测系统软件的计算效率应满足此时 间要求。 6.1.5 循环历史数据 6.1.5.1 堆芯在线监测系统应保存系统运行过程中实时监测产生的循环历史数据。 6.1.5.2 堆芯监测功能应允许用户查阅循环历史数据，分析相关参数的变化趋势。 6.1.6 运行监督报告 堆芯在线监测系统允许用户按约定的格式产生运行监督报告。 6.2 堆芯分析 6.2.1 堆芯在线监测系统应具备单步燃耗计算和寿期燃耗计算功能，以便进行基本的燃耗计算与循环 长度计算，满足预测堆芯行为的基本需求。 6.2.2 堆芯在线监测系统可基于实际的堆芯模型，通过自动化的反应性管理工具，最大程度地降低运 行人员的工作负荷、减少人因失误、提高反应性管理的准确度。 6.2.3 堆芯在线监测系统应基于实际的堆芯模型，实现自动分析功能，包括负荷跟踪、快速降功率、 控制棒动作等。 6.2.4 堆芯在线监测系统可利用在线模拟、实时采集保存堆芯状态参数，集成堆外中子探测器校准技 术，辅助运行人员执行堆外中子探测器校准。 NB/T 20568 —2023 4 6.2.5 堆芯在线监测系统应具备数据收集、数据分析、数据评价和数据显示功能。 6.3 预测分析 堆芯在线