一种加速器驱动核能系统的控制系统及控制方法

1.本发明涉及核能技术领域，尤其涉及一种加速器驱动核能系统的控制系统及控制方法。


背景技术：

2.加速器驱动核能系统(acceleratordrivensystem)简称ads装置，是由质子直线加速器、高功率散裂靶、次临界反应堆等系统组成，其工作原理是利用加速器产生的高能强流质子束轰击重原子核，产生高能高通量散裂中子来驱动和维持次临界反应堆运行，使堆芯中的可裂变材料发生持续的核裂变反应。由于ads装置的固有安全性，在嬗变核废料、核燃料增殖、产能等领域具有重大的应用前景，是未来先进核裂变能的重要发展方向。
3.目前，如何保证束流稳定性和可用性是ads装置运行过程所面临的关键问题。然而，现有技术中尚未提供相关的控制系统来监控ads装置的运行过程，进而导致ads装置运行时容易出现安全问题，其可靠性和稳定性均无法保障。


技术实现要素：

4.为了解决上述提出的至少一个技术问题，本发明提供一种加速器驱动核能系统的控制系统及控制方法，能够保障ads装置运行时可靠性和稳定性。
5.第一方面，本发明提供了一种加速器驱动核能系统的控制系统，包括束流准许系统；所述束流准许系统用于为ads装置提供粒子束流并检测所述ads装置的工作状态；若所述ads装置的工作状态为正常，则继续为所述ads装置提供粒子束流；若所述ads装置的工作状态为异常，则停止为所述ads装置提供粒子束流，中止所述ads装置运行。
6.在该方面中，通过束流准许系统对ads装置的运行状态进行检测，可保证ads装置在正常工作时持续有束流供应，在故障时能够及时中止运行，如此可大大提高ads装置运行的安全性、稳定性及可靠性，同时避免束流供应浪费，降低运行成本。
7.在一种可能实施的方式中，所述的加速器驱动核能系统的控制系统，还包括ads运行控制系统，用于对ads装置运行过程进行监测、并触发ads装置运行、连锁或停机功能。
8.在实际应用中，不仅要对束流供应进行管控，还应该对ads装置自身运行的状态进行监控和干预，因此在该种可能实施的方式中，通过ads运行控制系统可以对ads装置自身的运行监控，并控制ads装置实现运行、连锁或停机功能。
9.在一种可能实施的方式中，所述ads运行控制系统包括加速器系统、且/或散裂靶系统、且/或反应堆系统；
10.所述加速器系统用于控制粒子束流的束流强度维持在预设强度范围内；
11.所述散裂靶系统用于控制散裂靶温度维持在第一预设温度范围内；
12.所述反应堆系统用于控制反应堆温度维持在第二预设温度范围内。
13.由于ads装置自身包括了质子直线加速器、高功率散裂靶及次临界反应堆，而每一个结构在运行时都有可能出现故障，因此在该种可能实施的方式中，ads运行控制系统包括
加速器系统、散裂靶系统、反应堆系统这三种系统的中任意一种或几种，进而可以实现对质子直线加速器、高功率散裂靶及次临界反应堆三个结构中的任意一种或几种的运行状态进行监控。此外，加速器系统还用于控制粒子束流的束流强度维持在预设强度范围内，而散裂靶系统和反应堆系统可以控制各自结构的温度维持在预设的温度范围内，从而保证ads装置的正常稳定的工作状态，提高ads装置运行安全性。
14.在一种可能实施的方式中，所述的加速器驱动核能系统的控制系统，还包括核安全控制中心，用于监测核泄漏、真空管道破裂安全相关故障量，并在所述故障量超过预设阈值时发起切束保护指令至所述束流准许系统。
15.在该种可能实施的方式中，还提供了核安全控制中心，能够对核泄漏、真空管道破裂安全相关故障量进行检测，大大提高了ads装置运行的安全性。
16.在一种可能实施的方式中，所述的加速器驱动核能系统的控制系统，还包括辐射安全控制中心，用于对环境剂量和人身安全进行监控，并在环境异常或出现人身安全事故时触发警报。
17.在该种可能实施的方式中，还提供了辐射安全控制中心，能够对环境剂量和人身安全进行监控，进一步保证ads装置运行过程中，周围环境的安全性和操作人员的人身安全。
18.在一种可能实施的方式中，所述的加速器驱动核能系统的控制系统，还包括管理与服务系统，用于为所述ads装置提供软件或管理服务，包括：
19.权限管理系统，用于响应工作人员的登录身份认证请求，生成认证结果；
20.工作模式和运行计划管理系统，用于在认证通过时根据任务需求生成任务运行表单。
21.在该种可能实施的方式中，权限管理系统用于管理工作人员的操作权限，避免身份信息不合格的人员来操作ads装置的运行过程；工作模式和运行计划管理系统能够清楚地生成任务表单，便于执行操作指令，因此这权限管理系统和工作模式和运行计划管理系统均有助于提高ads装置的管控能效。
22.在一种可能实施的方式中，所述管理与服务系统，还包括：
23.报警系统，用于在ads装置运行出现故障时触发报警；
24.日志系统，用于记录操作日志、试验日志、设备日志及报警日志，以监控ads装置的运行状态；
25.数据存档与备份系统，用于存储ads装置运行时所生成的数据；
26.数据显示与分析系统，用于对ads装置运行时所生成的数据进行显示和分析；
27.可视化和后处理系统，用于对对ads装置运行时所生成的数据进行后处理和可视化显示；
28.时间服务器，用于提供时间信息服务。
29.在该种可能实施的方式中，报警系统用于触发故障报警，日志系统用于记录日志，方便后期维护系统，数据存档与备份系统、数据显示与分析系统以及可视化和后处理系统分别实现运行数据的存储、显示、分析和处理功能，而时间服务器则用于提供时间信息服务，加强管控工作的时效性，因此在这些系统的配合作用下，能进一步加强对ads装置运行的管控能效。
30.在一种可能实施的方式中，所述的加速器驱动核能系统的控制系统，还包括ads运行控制中心，包括器控制室和主控制室；
31.所述器控制室，用于设定所述ads装置的运行操作并显示运行数据；
32.所述主控制室，包括远程操作台、自动急停单元和手动保护操作台；所述远程操作台用于远程控制所述器控制室，所述自动急停单元用于自动紧急制停所述器控制室，所述手动保护操作台用于手动制停所述器控制室。
33.在该种可能实施的方式中，主要对ads运行控制中心的结构进行说明，其中器控制室直接对接ads装置中加速器、散裂靶以及反应堆，可以通过操作台对它们分别控制，而主控制室则可以对器控制室进行监控，还能够在监测到操作台故障时实现自动急停或手动制定，大大提高了ads装置的运行过程的安全性。
34.第二方面，本发明还提供了一种加速器驱动核能系统的控制方法，应用于束流准许系统，所述控制方法包括：
35.检测ads装置的工作状态；
36.若ads装置的工作状态为正常，则继续为ads装置提供粒子束流；
37.若ads装置的工作状态为异常，则停止为ads装置提供粒子束流，中止ads装置运行。
38.在一种可能实施的方式中，在所述停止为ads装置提供粒子束流，中止ads装置运行之后，还包括：
39.确定ads装置的故障类型，根据不同的故障类型匹配对应的时间范围；
40.持续检测所述ads装置的运行状态；
41.若检测到ads装置的运行状态在对应的时间范围内恢复为正常，则恢复为ads装置提供粒子束流；
42.若检测到ads装置的运行状态在对应的时间范围内仍为异常，则触发停机指令以控制所述ads装置停机。
43.在该方面提供的方法中，其核心目标是保证束流的高可用性，只要ads装置运行故障，不管什么原因造成的先暂停束流，在规定时间内恢复束流的流程执行完成后，再触发进行束流状态检测，无异常则进入运行状态。超时不能恢复则控制ads装置停机。如此即可保证粒子束流高效、稳定的供应，并提高ads装置运行的安全性。
44.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。
附图说明
45.为了更清楚地说明本技术实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本技术实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
46.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。
47.图1为本技术某一实施例提供的加速器驱动核能系统的控制系统的结构示意图；
48.图2为本技术又一实施例提供的加速器驱动核能系统的控制系统的结构示意图；
49.图3为本技术又一实施例提供的加速器驱动核能系统的控制系统的结构示意图；
50.图4为本技术又一实施例提供的加速器驱动核能系统的控制系统的结构示意图；
51.图5为本技术某一实施例提供的加速器驱动核能系统运行前的工单生成流程示意图；
52.图6为本技术又一实施例提供的加速器驱动核能系统的控制系统的结构示意图；
53.图7为本技术某一实施例提供的加速器驱动核能系统的控制方法的流程示意图；
54.图8为本技术又一实施例提供的加速器驱动核能系统的控制方法的流程示意图；
55.图9为本技术某一实施例提供的包含7种状态的运行工况的流程示意图；
56.图10为本技术某一实施例提供的加速器驱动核能系统的控制系统的运行流程图；
57.图11为本技术某一实施例提供的加速器驱动核能系统的控制系统的故障自动恢复流程图。
具体实施方式
58.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
59.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
60.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括a、b、c中的至少一种，可以表示包括从a、b和c构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
61.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
62.另外，为了更好地说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样能够实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
63.目前，ads装置凭借其自身的固有安全性在各嬗变核废料、核燃料增殖、产能等领域具有重大的应用前景，如何保证束流稳定性和可用性是ads装置运行过程所面临的关键问题。然而，现有技术中尚未提供相关的控制系统来监控ads装置的运行过程，进而导致ads装置运行时容易出现安全问题，其可靠性和稳定性均无法保障。为此本发明提供了一种加速器驱动核能系统的控制系统，通过束流准许系统对ads装置的运行状态进行检测，并在不同状态下决定供束或停束，从而保证了ads装置运行的安全性、稳定性及可靠性，同时降低了运行成本。
64.第一方面：
65.请参阅图1，图1提供一种加速器驱动核能系统的控制系统100的结构示意图。由图1可知，控制系统100包括：
66.束流准许系统10；
67.束流准许系统10用于为ads装置20提供粒子束流并检测ads装置20的工作状态；若ads装置20的工作状态为正常，则继续为ads装置20提供粒子束流；若ads装置20的工作状态为异常，则停止为ads装置20提供粒子束流，中止ads装置20运行。
68.需要说明的是，加速器驱动核能系统简称ads装置。本实施例中，ads装置20包括质子直线加速器、高功率散裂靶、次临界反应堆。其中，质子直线加速器包括常温前端加速器、超导加速器、高能传输及束流收集终端。常温前端加速器包括离子源及低能传输线、射频四极加速器、中能传输线。超导加速器包括超导半波长腔加速段、超导轮辐型腔加速段、超导椭球腔加速段。进一步地，高能传输及束流收集终端包括高能传输段、束流收集终端。高功率散裂靶是ads装置里加速器和反应堆耦合的关键部分，靶体放置在反应堆中央，以使散裂靶产生的中子成为反应堆的外源。次临界反应堆是由高功率质子束轰击散裂靶产生散裂中子来驱动的，在ads装置里，次临界反应堆里的链式反应，靠外源中子(即散裂中子)来维持。控制系统100主要目的是为ads装置提供控制、监测及保护，给操作员、物理人员、工程师提供数据、信息和服务，以保证ads装置能安全、可靠地运行。
69.束流准许系统(beampermitsystem)是一种用于粒子加速器和同步辐射装置等大型实验设备中的安全保护系统。其主要功能是监测和控制粒子束流的流动，确保粒子束流在设备中的运行过程中不会对设备或操作人员造成伤害。束流准许系统通常由以下组件组成：1)监测系统：监测系统用于监测粒子束流的流动情况，包括粒子束流的位置、形状、强度等参数。监测系统通常使用多种传感器和探测器来实现，例如光电二极管、离子探测器等。2)控制系统：控制系统用于控制粒子束流的流动，包括调整粒子束流的位置、强度等参数。控制系统通常使用电磁场和磁铁等设备来实现。3)计算机系统：计算机系统用于对监测系统和控制系统进行数据处理和控制，通常使用实时操作系统和高速数据处理器来实现。4)准许系统：准许系统用于判断粒子束流的流动是否符合安全要求，如果不符合要求则自动停止粒子束流的流动。准许系统通常使用多种算法和逻辑来实现，例如阈值法、复杂逻辑法等。束流准许系统的主要功能是确保设备运行的安全性和稳定性，防止不符合要求的粒子束流流入设备或操作人员的区域，从而保证实验的可靠性和安全性。
70.进一步的，本实施例中ads装置20分为正常运行和异常两种工况，在运行工况下，按照既定流程启停堆，在给定功率下稳定运行，并根据需求升降功率；在异常工况下，依据核安全标准要求，按照两种以上独立的不同原理的方式紧急停堆。其中，正常运行的工况下的停束是正常停束，无需保护和安全监测系统的介入，由各子系统主动向束流准许系统报告，束流准许系统决策并下发停束指令。异常运行的工况下的停束是异常停束，由保护和安全监测系统负责，实时监测如核泄漏、真空管道破裂等安全相关的关键信号，故障发生时通过fc、dump、微波机、高压电源、chopper、定时、电源断路器等多通道多重措施紧急切束，根据实际需求实现秒到纳秒量级的安全保护。
71.本实施例中，通过束流准许系统10对ads装置20的运行状态进行检测，可保证ads装置20在正常工作时持续有束流供应，在故障时能够及时中止运行，如此可大大提高ads装
置20运行的安全性、稳定性及可靠性，同时避免束流供应浪费，降低运行成本。
72.在一个具体地实施例中，加速器驱动核能系统的控制系统100，还包括ads运行控制系统30，如图2所示。其中，ads运行控制系统30用于对ads装置20运行过程进行监测、并触发ads装置20运行、连锁或停机功能。
73.上述实施例中，主要通过外部系统即来束流准许系统10对束流供停进行管控，从而加强ads装置20运行的安全性，但在实际应用中，ads装置20内部本身也可能出现故障，因此本实施例中通过ads运行控制系统30对ads装置20自身运行的状态进行监控和干预，并控制ads装置20实现运行、连锁或停机功能。如此则可以保证ads装置20自身运行的安全性。
74.请参阅图3，在一个可选的实施方式中，ads运行控制系统30包括加速器系统301、且/或散裂靶系统302、且/或反应堆系统303；
75.加速器系统301用于控制粒子束流的束流强度维持在预设强度范围内；
76.散裂靶系统302用于控制散裂靶温度维持在第一预设温度范围内；
77.反应堆系统303用于控制反应堆温度维持在第二预设温度范围内。
78.由于ads装置20包括质子直线加速器、高功率散裂靶、次临界反应堆。在本实施例中，对ads装置20内部结构实现自身监测，可分为以下几种情况：
79.第一，ads运行控制系统30只包括加速器系统301；如此可只对ads装置20的质子直线加速器进行监控，实现质子直线加速器的运行、连锁或停机功能。此外，加速器系统301，还用于控制粒子束流的束流强度维持在预设强度范围内。
80.第二，ads运行控制系统30只包括散裂靶系统302；如此可只对ads装置20的高功率散裂靶进行监控，实现高功率散裂靶的运行、连锁或停机功能。此外，散裂靶系统302，还用于控制散裂靶温度维持在第一预设温度范围内。
81.第三，ads运行控制系统30只包括反应堆系统303；如此可只对ads装置20的次临界反应堆进行监控，实现次临界反应堆的运行、连锁或停机功能。此外，散裂靶系统302，还用于控制散裂靶温度维持在第一预设温度范围内。
82.第四，ads运行控制系统30包括加速器系统301、散裂靶系统302；如此可分别对质子直线加速器、高功率散裂靶进行监控，实现质子直线加速器、高功率散裂靶的运行、连锁或停机功能。此外加速器系统301，还用于控制粒子束流的束流强度维持在预设强度范围内；散裂靶系统302，还用于控制散裂靶温度维持在第一预设温度范围内。
83.第五，ads运行控制系统30包括加速器系统301、反应堆系统303；如此可分别对质子直线加速器、次临界反应堆进行监控，实现质子直线加速器、次临界反应堆的运行、连锁或停机功能。此外加速器系统301，还用于控制粒子束流的束流强度维持在预设强度范围内；反应堆系统303，还用于控制反应堆温度维持在第二预设温度范围内。
84.第六，ads运行控制系统30包括散裂靶系统302、反应堆系统303；如此可分别对高功率散裂靶、次临界反应堆进行监控，实现高功率散裂靶、次临界反应堆的运行、连锁或停机功能。此外，散裂靶系统302，还用于控制散裂靶温度维持在第一预设温度范围内；反应堆系统303，还用于控制反应堆温度维持在第二预设温度范围内。
85.第七，ads运行控制系统30包括加速器系统301、散裂靶系统302以及反应堆系统303，同时对质子直线加速器、高功率散裂靶、次临界反应堆的运行进行监测，实现质子直线加速器、高功率散裂靶、次临界反应堆的运行、连锁或停机功能。此外加速器系统301，还用
于控制粒子束流的束流强度维持在预设强度范围内；散裂靶系统302，还用于控制散裂靶温度维持在第一预设温度范围内；反应堆系统303，还用于控制反应堆温度维持在第二预设温度范围内
86.综上，上述实施例的每种情况可保证ads装置20的正常稳定的工作状态，提高ads装置20运行安全性，其中以第七种方式最优。
87.在一种可能实施的方式中，加速器驱动核能系统的控制系统100，还包括核安全控制中心40，如图4所示。其中，核安全控制中心40，用于监测核泄漏、真空管道破裂安全相关故障量，并在故障量超过预设阈值时发起切束保护指令至束流准许系统。
88.在该种可能实施的方式中，通过提供核安全控制中心40，能够对核泄漏、真空管道破裂安全相关故障量进行检测，该系统完全独立运行，采取冗余机制确保安全性。负责实现安全级的监测和保护，并实现紧急停束或者停堆，大大提高了ads装置运行的安全性。
89.请继续参阅图4，在一种可能实施的方式中，加速器驱动核能系统的控制系统100，还包括辐射安全控制中心50，用于对环境剂量和人身安全进行监控，并在环境异常或出现人身安全事故时触发警报。
90.本实施例中通过提供辐射安全控制中心50，能够对环境剂量和人身安全进行监控，进一步保证ads装置运行过程中，周围环境的安全性和操作人员的人身安全。
91.请继续参阅图4，在一种可能实施的方式中，加速器驱动核能系统的控制系统100，还包括管理与服务系统60，用于为ads装置20提供软件或管理服务，包括：
92.权限管理系统601，用于响应工作人员的登录身份认证请求，生成认证结果；
93.工作模式和运行计划管理系统602，用于在认证通过时根据任务需求生成任务运行表单。
94.请参阅图5，图5提供了ads运行装置的运行前的操作流程。由图5可知，在操作时首先人员必须登录，权限管理系统进行身份认证，确认身份后，根据任务需求，由工作模式和运行计划管理系统生成任务表单(包括系统、设备、变量)，由领导审核、批准，下发至运行系统。运行管理系统3根据任务表单，生成运行表单，激活与运行计划有关的系统和设备，在束流准许系统的调控下，完成运行任务。
95.因此，本实施例中权限管理系统601用于管理工作人员的操作权限，避免身份信息不合格的人员来操作ads装置的运行过程；工作模式和运行计划管理系统602能够清楚地生成任务表单，便于执行操作指令，因此这权限管理系统601和工作模式和运行计划管理系统602均有助于提高ads装置20的管控能效。
96.请继续参阅图4，在一个优选地实施例中，管理与服务系统60，还包括：
97.报警系统603，用于在ads装置运行出现故障时触发报警；
98.日志系统604，用于记录操作日志、试验日志、设备日志及报警日志，以监控ads装置的运行状态；
99.数据存档与备份系统605，用于存储ads装置运行时所生成的数据；
100.数据显示与分析系统606，用于对ads装置运行时所生成的数据进行显示和分析；
101.可视化和后处理系统607，用于对对ads装置运行时所生成的数据进行后处理和可视化显示；
102.时间服务器608，用于提供时间信息服务。
103.在该种可能实施的方式中，报警系统用于触发故障报警，日志系统用于记录日志，方便后期维护系统，数据存档与备份系统、数据显示与分析系统以及可视化和后处理系统分别实现运行数据的存储、显示、分析和处理功能，而时间服务器则用于提供时间信息服务，加强管控工作的时效性，因此在这些系统的配合作用下，能进一步加强对ads装置运行的管控能效。
104.请继续参阅图4，在一种可能实施的方式中，加速器驱动核能系统的控制系统100，还包括ads运行控制中心70，包括器控制室701和主控制室702；
105.器控制室701，用于设定ads装置的运行操作并显示运行数据；
106.主控制室702，包括远程操作台、自动急停单元和手动保护操作台；远程操作台用于远程控制器控制室，自动急停单元用于自动紧急制停器控制室，手动保护操作台用于手动制停器控制室。
107.在该种可能实施的方式中，主要对ads运行控制中心的结构进行说明，其中器控制室701直接对接ads装置20中加速器、散裂靶以及反应堆，可以通过操作台对它们分别控制，而主控制室702则可以对器控制室进行监控，还能够在监测到操作台故障时实现自动急停或手动制定，大大提高了ads装置20的运行过程的安全性。
108.请参阅图6，在另一个具体地实施例中，提供了加速器驱动核能系统的控制系统100的结构示意图。如图6所示，该控制系统包括：
109.ads运行控制中心，其主要用于对ads装置远程的控制和监视，包括加速器、靶、堆控制室、数据显示和各类操作台；由图5可知，ads运行控制中心包括主控制室和器控制室，主控制室设有操作员台、高级操作员台和手动保护操作台，各个负责人可在对应的操作台进行监控，且监控获取的实时数据，如影像或图片类监控内容都可实时显示在主控制室的屏幕上。为了实现更进一步地保护，主控制室还设有急停按钮，当ads装置运行过程中发生突发情况时可以紧急制停。对应的，器控制室也有操作员台和显示屏幕，而对于加速器、靶、堆控制主要在器控制室进行。
110.管理与服务系统用于为ads装置提供相关的管理及软件服务；在图5中，管理与服务系统主要包括权限管理系统、工作模式和运行计划管理系统、报警系统、日志系统、数据存档与备份系统、数据显示与分析系统、可视化和后处理系统、时间服务器等；具体地，权限管理系统进行身份认证，主要目的是对整个系统进行权限的控制，避免因权限控制缺失或操作不当引发的风险；工作模式和运行计划管理系统根据需求生成任务表单并下发至运行管理系统；报警系统为整个装置提供完备的故障报警功能；日志系统包括操作日志、试验日志、设备日志、报警日志等。
111.进一步地，管理与服务系统中各个系统的数据都可以与数据库进行交互，其中，数据库用于存储各个系统的数据，可实现不同颗粒度的数据、瞬态数据、平常数据的获取和存储，并确保性能和安全；各个系统可以从数据库中调用数据所需要的数据。
112.优选的，数据库包括关系库及其它、实时库或群集；该数据库实现不同颗粒度的数据、瞬态数据、平常数据的获取和存储，并确保性能和安全。
113.进一步地，运行管理系统用于控制ads装置的运行，包括协调加速器系统、散裂靶系统、反应堆系统以及束流准许系统的工作，以实现ads装置的功能、运行目标，完成运行任务。如图5所示，运行管理系统还包括实时库和通用系统。
114.具体地，实时库用于获取和存储ads装置中加速器、散裂靶、反应堆的运行数据。束流准许系统用于收集系统状态，通过定时驱动实现供束和停束的操作。加速器系统用于产生多种粒子束流。靶系统用于产生的中子成为反应堆的外驱动源。堆系统用于链式反应，高功率质子束轰击散裂靶产生散裂中子来驱动次临界反应堆。通用系统用于为ads装置提供水、电等基础条件。
115.进一步地，核安全系统用于监测核泄漏、真空管道破裂安全相关故障量，并在故障量超过预设阈值时发起切束保护指令；需要说明的是，该系统完全独立运行，采取冗余机制确保安全性。负责实现安全级的监测和保护，并实现紧急停束或者停堆。
116.进一步地，核安全监控中心，包括屏幕、安全保护操作台、应急中心，核安全系统检测地数据通过网关和1e级隔离装置将数据传输给核安全数据网，然后通过核安全数据服务传输至核安全用户网，最后进入核安全监控中心，从而实现对核泄漏、真空管道破裂安全相关故障量地监测，当故障量超过预设阈值时，接收核安全监控中心下发的控制指令，以发起切束保护指令紧急保护。
117.进一步地，辐射安全管理系统用于对环境剂量和人身安全进行监控，其数据通过运行网进入运行管理系统3。
118.作为优选的实施方式，本实施例中的网络，提供了多重的数据通路以及其它相关的网络支持，包括用户网、数据网、运行网，如图5所示，如此可满足系统安全性、可靠性、扩展性、管理性，并具备智能的预警和监控。
119.综上所述，本发明提供的控制系统至少可以实现以下有益效果：
120.1)本发明设置的运行管理系统包括束流准许系统、加速器控制系统、散裂靶控制系统、反应堆控制系统、通用系统。器靶堆在束流准许系统的调控下可以独立运行，也可以组合运行。
121.2)加速器系统、散裂靶系统、反应堆系统、通用系统负责各自系统的监测、运行、interlock以及停机。
122.3)束流准许系统收集各系统状态(正常与否)，通过定时驱动实现供束和停束的操作。具体如下：根据故障分类，划定不同的恢复时间，比如10秒、1分钟、5分钟、10分钟等。当收集到某一系统故障状态时，进入相应的故障处理流程，在规定的时间内，若故障恢复则定时触发继续供束；若超时依然故障，则定时系统通知各系统进入停机流程。
123.4)运行管理系统根据任务或者运行策略生成工作表单，确定参加运行的系统和设备并实施激活，管理运行逻辑，完成运行计划。
124.5)权限管理系统为安全运行提供保障，确认人员身份，根据享有的权限范围进行操作。
125.6)工作模式和运行计划管理系统也提供了一种安全规范，根据任务需求，该系统生成任务清单，再经过审核、批准，下发至运行管理系统具体执行。
126.7)束流准许系统收集状态信息，以定时系统为工具，协调各系统实现供束和停束。
127.8)数据库采用主备模式，两台服务器有主次之分，并且主次可以轮换，当主服务器发生故障无法对提供服务时由备用服务器接管向外提供服务，这时备用服务器转为主服务器，另一台服务器重启后或故障恢复后充当备用服务器，并随时等待接管。
128.9)核安全系统独立运行，监测元件和执行机构采用三取二等冗余机制确保系统的
安全性。为了满足安全要求，达到符合核安全的标准，保护按照等级执行，以达到纵深防御的目的。
129.10)网络设置成分离和多重，相互之间通过网关、1e级的隔离装置、路由、防火墙连接，避免相互影响，具备处理单一故障的能力。
130.11)加速器、散裂靶、反应堆等系统分为监测、运行、联锁、停机，实现标准化。
131.第二方面：
132.请参阅图7，本发明还提供了一种加速器驱动核能系统的控制方法，应用于束流准许系统，该控制方法包括：
133.s10、检测ads装置的工作状态；
134.s20、若ads装置的工作状态为正常，则继续为ads装置提供粒子束流；
135.s30、若ads装置的工作状态为异常，则停止为ads装置提供粒子束流，中止ads装置运行。
136.请参阅图8，在另一实施例中，在执行步骤s30后，还包括执行以下步骤：
137.s40、确定ads装置的故障类型，根据不同的故障类型匹配对应的时间范围；
138.s50、持续检测ads装置的运行状态；
139.s60、若检测到ads装置的运行状态在对应的时间范围内恢复为正常，则恢复为ads装置提供粒子束流；
140.s70、若检测到ads装置的运行状态在对应的时间范围内仍为异常，则触发停机指令以控制ads装置停机。
141.本实施例中，通过对ads装置的供束和停束进行控制，可保证粒子束流高效、稳定的供应，并提高ads装置运行的安全性。
142.在一个实施例中，若ads装置的工作状态为正常也即ads装置处于运行工况中，请参阅图9，图9提供工了运行工况的总体流程。在一个可能的实施方式中，运行工况包括7种状态，分别为准备、自检、调试、运行、故障、停机和检修状态。需要说明的是，从一种状态到另一种状态都必须进入到相应的流程，且每一种状态都具备特定的流程。
143.请参阅图10，在一个实施例中，提供了控制系统的运行流程，运行的核心目标是保证束流的高可用性，判断的唯一依据是束流状态，只要束流状态异常，不管什么原因造成的先暂停束流，在规定时间内恢复束流的流程执行完成后，定时单次触发进行束流状态检测，无异常则进入运行状态。超时不能恢复或者严重故障则进入故障状态，根据实际情况，需要例停或者急停时，可以直接转入停机状态。
144.进一步地，图11提供了控制系统的自动恢复流程。由图11可知，各系统设备的interlock由各系统内部处理，但必须提供ready信号。运行过程中不关心各个设备的状态，只要束流状态异常就停下来。另外，信号状态不正常则停触发，然后启动设备状态检查流程，等待设备状态ready信号，规定时长内信号ready了则进行探针束测试，探针束正常则放束进入运行状态。
145.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分仅仅为一种逻辑功能划分，在实际应用中对其实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或页面组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
146.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
147.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
148.上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
149.最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种加速器驱动核能系统的控制系统，其特征在于，包括束流准许系统；所述束流准许系统用于为ads装置提供粒子束流并检测所述ads装置的工作状态；若所述ads装置的工作状态为正常，则继续为所述ads装置提供粒子束流；若所述ads装置的工作状态为异常，则停止为所述ads装置提供粒子束流，中止所述ads装置运行。2.根据权利要求1所述的加速器驱动核能系统的控制系统，其特征在于，还包括ads运行控制系统，用于对所述ads装置运行过程进行监测、并触发所述ads装置运行、连锁或停机功能。3.根据权利要求2所述的加速器驱动核能系统的控制系统，其特征在于，所述ads控制控制系统包括加速器系统、且/或散裂靶系统、且/或反应堆系统；所述加速器系统用于控制粒子束流的束流强度维持在预设强度范围内；所述散裂靶系统用于控制散裂靶温度维持在第一预设温度范围内；所述反应堆系统用于控制反应堆温度维持在第二预设温度范围内。4.根据权利要求1所述的加速器驱动核能系统的控制系统，其特征在于，还包括核安全控制中心，用于监测核泄漏、真空管道破裂安全相关故障量，并在所述故障量超过预设阈值时发起切束保护指令至所述束流准许系统。5.根据权利要求1所述的加速器驱动核能系统的控制系统，其特征在于，还包括辐射安全控制中心，用于对环境剂量和人身安全进行监控，并在环境异常或出现人身安全事故时触发警报。6.根据权利要求1所述的加速器驱动核能系统的控制系统，其特征在于，还包括管理与服务系统，用于为所述ads装置提供软件或管理服务，包括：权限管理系统，用于响应工作人员的登录身份认证请求，生成认证结果；工作模式和运行计划管理系统，用于在认证通过时根据任务需求生成任务运行表单。7.根据权利要求6所述的加速器驱动核能系统的控制系统，其特征在于，所述管理与服务系统，还包括：报警系统，用于在所述ads装置运行出现故障时触发报警；日志系统，用于记录操作日志、试验日志、设备日志及报警日志，以监控所述ads装置的运行状态；数据存档与备份系统，用于存储所述ads装置运行时所生成的数据；数据显示与分析系统，用于对所述ads装置运行时所生成的数据进行显示和分析；可视化和后处理系统，用于对所述ads装置运行时所生成的数据进行后处理和可视化显示；时间服务器，用于提供时间信息服务。8.根据权利要求1所述的加速器驱动核能系统的控制系统，其特征在于，还包括ads运行控制中心，包括器控制室和主控制室；所述器控制室，用于设定所述ads装置的运行操作并显示运行数据；所述主控制室，包括远程操作台、自动急停单元和手动保护操作台；所述远程操作台用于远程控制所述器控制室，所述自动急停单元用于自动紧急制停所述器控制室，所述手动保护操作台用于手动制停所述器控制室。9.一种加速器驱动核能系统的控制方法，应用于束流准许系统，其特征在于，所述控制
方法包括：检测ads装置的工作状态；若ads装置的工作状态为正常，则继续为ads装置提供粒子束流；若ads装置的工作状态为异常，则停止为ads装置提供粒子束流，中止ads装置运行。10.根据权利要求9所述的加速器驱动核能系统的控制方法，其特征在于，在所述停止为ads装置提供粒子束流，中止ads装置运行之后，还包括：确定ads装置的故障类型，根据不同的故障类型匹配对应的时间范围；持续检测所述ads装置的运行状态；若检测到ads装置的运行状态在对应的时间范围内恢复为正常，则恢复为ads装置提供粒子束流；若检测到ads装置的运行状态在对应的时间范围内仍为异常，则触发停机指令以控制所述ads装置停机。

技术总结
本发明公开了一种加速器驱动核能系统的控制系统及控制方法，其中，控制系统包括束流准许系统；束流准许系统用于为ADS装置提供粒子束流并检测所述ADS装置的工作状态；控制方法应用于束流准许系统，包括检测所述ADS装置的工作状态；若所述ADS装置的工作状态为正常，则继续为所述ADS装置提供粒子束流；若所述ADS装置的工作状态为异常，则停止为所述ADS装置提供粒子束流，中止所述ADS装置运行；本发明能够保障ADS装置正常工作时有持续稳定的粒子束流供应，以及ADS装置异常工作时及时中止束流供应，从而保证了ADS装置运行的安全性、稳定性及可靠性，同时降低了运行成本。同时降低了运行成本。同时降低了运行成本。


技术研发人员：何源 陈又新 周德泰 崔文娟 刘海涛 郑海 杨锋 王晶 杨旭辉 李姣赛 马雯静 郭玉辉 吕文琪 李钊扬
受保护的技术使用者：中国科学院近代物理研究所
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/8/6