GB T 12787-1991 临界事故报警设备.pdf

1、飞电UDC 621. 039. 58 783. 2 F 77 写主I（备.:1:1二，、才示lfi GB 12 7 8 7- 91 警设i备Warning equipment for criticality accidents 1991-04-11发布1991-12-01实施国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准GB 12787-91 II苗界事故报警设备Warning equipment forriticality acciden臼本标准等效采用国际标准IEC860(1987）临界事故报警设备。1 主题内容与适用范围本标准规定了临界事故报警设备的设计要求、检验规则、技术特性包括辐射特性、也

2、特性、机械特性、环境特性）、试验方法和技术文件。本标准适用于探测临界事故产生的电离辐射并能报警的设备。本标准不适用于指示仪或记录仪，也不适用于核反应堆控制系统和安全保护系统用的设备及装置这些仪表和设备的特性必须符合其相应的通用技术条件。本标准主要供设备设计及制造用，因此，不涉及该设备的布置要求2 引用标准3 GB 3238 声学量的级及其基准值GB 3239 空气中声和噪声强弱的主观和客观表示法GB 3785声级计的电、声性能及测试方法GB 12162校准剂量仪和剂量率仪以及确定其能量响应的X、参考辐射GB 8993. 2核仪器环境试验基本要求与方法温度试验GB 8993. 3核仪器环境试验基

3、本要求与方法潮湿试验GB 8993. 4核仪器环境试验基本要求与方法振动试验田347核仪器的电源电压术语和单位3. 1 术语3. 1 1 1阳界criti四日ty能产生链式核反应的介质或系统在其有效倍增因子等于1时所处的状态3. . 2 1恼界事故criti曲lityaccident 含易裂变材料的系统，由于非故意因素所引起的临界或超临界事件93. 1. 3 临界报警系统criticalityalarm system 、由全部装置、部件、功能单元和元件组成的一个可使用的系统，包含全部电路、报警器、连接件、电缆、探测器和辅助部件。I陆界报警系统至少由以下部件组成2a. 探视l部件，包括探测器及相

4、应的电子线路sb. 报警部件，包括逻辑单元和报警单元。3. 1. 4报警整定值alarmset point 国家技术监督局1991-04-11批准1991-12”。1实施I 一一二二一一一一一一GB 12787 91 触发报警的最小辐射剂量或剂量率。3. 1. 5报警时间time to alarm 从探测器受到相当于报警整定值两倍的辐射场作用到发出音响报警的时间间隔。3. 1. 6 假报警falsealarm 没有临界事故时触发报警信号3. 1. 7 角响应angulardependence response 探测部件的响应随辐射入射角的变化3. 1. 8 失效failure系统对l恼界事故无

5、响应，即无探测及报警能力。3. 1. 9合格检验qualificationtes臼为了验证是否满足标准中规定的技术要求而进行的一系列检验。合格检验又分g. 型式检验z对产品质量进行全面考核，即对标准中规定的全部技术要求进行检验gb. 常规检验：对生产的每台设备均应进行的检验。3. 1. 10交收检验acceptan臼t田ts为了验证交货的质量，在用户或其代表在场时按合同进行的检验交收检验项目通常是从合格检验中挑选的，但试验方法可能不同3. 2声级单位本标准的声级单位采用由A-It权的分贝（dBA门，其定义和测量要求见GB3238、GB3239及GB 3785 4 设计要求4. 1 总则4. 1

6、. 1 临界报警系统不论采用何种探测方法，必须能及时测出临界事故产生的瞬发辐射并触发报警器，敦促人员撤离，防止受到严重照射4. 1. 2 1恼界报警系统的响应和性能应能进行检验而不触发人员撤离信号。4. 2探测要求4. 2. 1 临界报警系统必须能迅速测到所关心的最小临界事故最小临界事故可以假定为，在无屏蔽时距反应物2m处、60s内在自由空气中的中子和y辐射吸收剂量为0.2 Gy. 4.2.2设计辐射探测器时，可以假定辐射瞬变过程的最小持续时间为1ms.临界报警系统对该持续时间的瞬变过程必须有响应并能发出自锁报警信号。4. 3 假报警4. 3. 1 设计临界报警系统时，必须特别注意减少假报替。

7、4. 3. 2 采用冗余系统是消除假报警的有效方法之一如采用冗余系统，任一路讯道失效时必须使l陷界报警系统仍能工作，并发出故障指示信号，但不应触发报警4. 4 元件失效4. 4. 1 直接影响临界报警系统探测能力和报警能力的元部件失效时，必须有灯光和（或）音响指示4. 4. 2 失效时不直接发出指示信号的元部件，在定期检验时必须易于鉴别。4. 5 容易去污探测部件应不易被污染且容易去污，4. 6 多用途系统 设备除用作临界事故探测外，若同时用于测量其他参数，必须不损害其作为临界探测和报暂的有效性，也不降低本标准为其规定的基本性能（如可靠性）2 4, 7连接电缆和电缆接头4, 7, 1 连接电缆

8、GB 12787-91 连接电缆必须能屏蔽可触发报警或影响系统正常运行的假信号的干扰。4, 7. 2 电缆接头电缆接头必须用机械方法紧回4.8可靠性各种装置必须按高可靠性标准设计制造厂应给出系统的可靠度，包括平均无故障工作时间(MTBF）的估算值。制造厂还应规定需要进行维修的周期并详细说明每个维修步骤。维修要求必须可行并尽可能少4,9功能检验临界报警系统必须包括自检装置，用来检查包括安装电缆在内的全部运行能力e建议每个部件和单元无需从临界报警系统中拆下即能进行功能检验4, 10互换性所有功能相同的部件和单元（如探测器、读数和显示单元及电源应有互换性。4, 11 探视l部件探测部件是指探测临界事

9、故产生的辐射的装置，可由一个以上的弱射探测器和辅助线路组成。探测部件必须z. 对临界事故产生的或中子辐射具有合适的响应gb. 不会被或中子辐射过载剂量阻塞；c. 能防止未经批准的人动调节器。4, 12报警部件4.12.1 信号处理逻辑单元用于处理探测装置发出的有关或中子辐射的信息任何一个探测器失效或逻辑单元的元件失效，不应使I陷界报警系统失效必须有随时检查每个探测器讯道正确功能的手段，并分别给出适当的信号，但不损害临界报警系统e4, 12. 2 报警信号单元4. 12. 2. 1 报警信号音响报警信号必须有特殊的音调和特征，能发出清晰的高于本底噪声的警报。最小和最大声级由制造厂与用户商定。报警

10、信号一旦触发，必须持续到手动复位为止。还应提供手动触发方式。子动复位开关应在撤离区之外。4. 12. 2. 2报警整定值每个探测器的报警整定值必须可调应能防止未经批准的人动调节器。5 技术特性和试验方法s. 1 辐射特性为了使用户能按4.2条的要求安装临界报警系统，应确定探测器的辐射特性。因为临界报警系统所用辐射探测器的种类很多，故只给出检验的一般原则s. 1. 1 能量响应无论探测何种辐射，探测器的能量响应必须使临界报警系统能发现任何有关事件s.1.1.1 对辐射探测器的要求Y辐射能量在o.1 3 MeV范围内时，剂量的测量值必须在剂量的约定真值的土35%之内。s.1.1.2 对辐射探测器的

11、试验方法3 c GB 12787-91 探测器的能量响应必须用GB12162确定e必须至少用三种能量的参考辐射，一种低于100keV，一种在o.1 1 MeV之间，一种高于1MeV 有时，也可用辅助的试验设备确定探测器的响应（例如，对电离室可用弱电流放大器）。用己知剂量率的辐射照射探测器部件并记下指示值。探测器的能量响应必须满足5.1.1.l的要求。s.1.1.3对中子探测器的要求可用于l临界探测和报警系统的中子探测器的类型很多（如闪烁体、电离室、装在慢化剂中的自给能活化探测器和结型二极管等），而且能量响应特性不同，故本标准只给出使用中子探测器的一般导则。所有中子探测器的响应用252Cf或其他

12、裂变中子参考辐射确定，此外，对那些装在慢化了的中子辐射场中的探测器必须用该辐射场确定其响应探测器的能量响应可用国家规定的单能中子参考辐射（由加速器产生）测定。然后，再用己发表的临界装置中子泄漏谱的数据估算探测器对慢化中子场的响应。另外，探测器响应也可直接自己知剂量率的模拟慢化中子场确定。s.1.1.4对中子探测器的试验方法探测器的能量响应必须用符合国家规定的参考辐射确定参考辐射的能量至少应从o.1 0. 2 MeV、o.2 1 MeV、1lOMeV范围内各选一种。s. 1. 2报警时间s.1.2.1 要求当探测部件受照的辐射剂量（或剂量率）等于报警整定值的两倍时，发出报智的时间不得大于300

13、ms0 s. 1. 2. 2试验方法报警时间必须由试验确定。试验时，用上升时间比报警时间短的脉冲辐射照射探测部件。从辐射剂量或剂量率超过报警整定值10%到发出报警信号的时间即为报警时间。例如，若报警整定值为1 mGy/h(lOO mrad时，探测器处的辐射剂量率应为2mGy/h(200 mrad/h）。从辐射剂量超过100Gy/ h(lO mrad的起计算报警时间5. 1. 3探测的报警阂s.1.3.1 要求设备应对临界事故期间发射的直接y辐射、中子或其混合辐射有响应，并满足制造厂规定的探测的l报警阂要求。设备安装后，探测的报警阔必须能测出下述临界事故，即距反应物2m处、60s内在自由空气中的

14、中子和y辐射吸收剂量为0.2 Gy 0 s.1.3.2 试验方法探测的报警阔是触发报警的最小剂量，应该用合适的脉冲辐射源确定该项检验必须用持续时间大约为1ms至3s范围内的脉冲辐射进行。5. 1. 4 响应随入射角的变化s.1.4.1 要求必须确定探测部件的角响应s.1.4.2 试验方法将具有适当活度的参考辐射的放射源置于己知距离处，探测部件必须按下述规定，每旋转30。，记下对检验辐射的响应。活度和距离由制造厂规定。距离必须大子探测部件最大尺寸的10倍。、a.使探测部件围绕其水平轴线旋转。该轴线垂直于通过探测部件和源的轴线；b. 使探测部件围绕其垂直轴线旋转。也可用其他辅助检验设备来确定探测器

15、的角响应，其结果以极坐标图示出s. 1. 5过载特性4 、GB 12787-91 5.1.5.1 要求当辐射剂量或剂量率大于触发报警所需的值时，报警装置必须动作并保持到手动复位为止。探测部件必须用不小于1000 Gy/h(l05 rad/h）的剂量率进行该项检验5, 1. 5. 2试验方法该项检验必须用脉冲反应堆或其他合适的辐射源进行用上述剂量率照射探测部件，报警信号必须持续到手动复位为止。5. 2 电特性5. 2. 1 报警整定值漂移5.2.1.1 要求连续运行500h后，报警整定值的漂移不得大于初始报警整定值的土20%。5. 2. 1. 2试验方法I自界报警系统的报警整定值必须用参考辐射i

16、&或输入电信号来设置和验证。5. 2. 2 预热时间预热时间由制造厂说明。s. 2. 3 电源s. 2. 3. 1 要求本装置必须设计成既可由交流供电，又可由直流供电。供电电压应符合EJ347的规定若由交流供电，当供电电压在88%110%矶、频率在4751Hz范围内变化时，临界报警系统必须能正常工作，指示值和报警整定值的变化不得大于土10%。若由直流供电，当供电电压在89%115%U，范围内变化时，临界报警系统必须能正常工作必须备有应急电源，需要时应能自动切换。开关切换时必须保持连续运行。为此目的，若单独使用电池，则必须使临界报警系统在音响报警信号不动作的情况下至少具有运行16h的能力，然后，

17、必须能带音响信号再工作30mino s. 2. 3. 2试验方法由制造厂与用户商定s. 3 机械特性s. 3. 1 报警声级5.3.1.1 要求距音响报警器lm处的警报强度应为90100dB（的。5.3.1.2平试验方法必须用满足GB3785要求的声级计进行报警声级的常规检验s. 3, 2机械应力s. 3, 2. 1 要求本装置任一方向必须能经受相当于1g的最小机械应力型式检验时能承受的最大应力由制造厂说明s. 3. 2. 2 试验方法按GB8993. 4的规定进行s. 4 环境特性s. 4. 1 环境温度s.4.1.1 要求环境温度在一1040范围内变化时，报警整定值的变化不得大于土10%。

18、S.4.1.2试验方法按GB8993. 2的规定进行。每一极限温度的热平衡时间不得少于4h0 5 GB 12787 91 考虑到用整套装置进行试验较为困难，该项试验可分为两部分z. 用一个合适的、单独的测量装置和一个适当的辐射参考源确定探测器响应的变化gb. 用输入电信号确定报警整定值的变化；以上两种变化的总和不应超过土10%。5. 4. 2 相对湿度5.4.2.1 要求环境相对湿度在40%90%范围内变化时，报警整定值的变化不得大于土10%。5. 4. 2. 2 试验方法按GB8993. 3的规定进行极限湿度的热平衡时间不得少于4h。其余同5.4.1.2条a,b的规定。5.4. 3大气压若用

19、空气作为探测介质且探测器不密封，则制造厂应指明完成全部检验时的大气压力，并给出由测量或计算确定的大气压变化产生的影响。如果用户要求，必须进行在其他大气压时的代表性检验。5.4.4密封制造厂应指明所用防潮措施。特别是用于户外时，防潮非常重要，但不便于规定检验要求。5. 4. 5外部电磁场若存在外部电磁场（特别是射频场，设计时应采取附加预防措施，不然，报警设备可能误报或漏报。5. 4. 5. 1 要求若装置的指示可能受外部电磁场的影响，则制造厂必须向用户说明。若对电磁场不灵敏，则制造厂应说明装置受检时的电磁辐射类型、频率范围及最大强度。5. 4. 5. 2试验方法由于可能遇到各种类型的电磁辐射，且

20、频率范围很宽，故本标准不规定试验方法。试验方法由制造厂和用户商定。但需特别注意观察在特殊频率时探测器响应的增强。5. 4. 6贮存在2550范围内，处于制造厂包装条件下的装置，不带电池，至少贮存（或运输）三个月，仍应满足本标准规定的性能要求e上述耍求适于温带地区。其他地区的贮存条件由制造厂与用户商定用户如果需要更严格的条件（例如，空运时承受低气压的能力等），可与制造厂商定。自检验规则除非另有规定，本标准列出的所有检验均为型式检验。交收检验项目和试验方法由制造厂与用户商定。6. 1 参考条件和标准检验条件参考条件和标准检验条件列于表10 除另有规定外，本标准规定的各项检验都必须在表1列出的标准检

21、验条件下进行。必须记下检验时的温度和相对湿度值，然后修正为参考条件时的响应。s. 2 标准检验条件下进行的检验标准检验条件下进行的检验见表20其中列出了检验要求及所用试验方法对应的条款。6. 3改变影响量进行的检验改变影响量进行的检验见表30检验某一影响量时，其他影响量必须保持在表1所列标准检验条件的限值之内，但该检验程序中另有规定的除外。6 影响量参考辐射源预热时间相对湿度环境温度，大气压，kPa电源电压电源波形辐射的入射角外来电磁场外来磁感应装置的取向装置的调节器放射性核素污染本底噪声水平，dB(A)检验项日能量响应报苦时间报警整定值角响应辐射过载影响量环境温度相对湿度外部电磁场6. 4检

22、验点GB 127 8 7-91 表1参考条件和标准检验条件（制造厂规定的其他条件除外参考条件Cf和四由制造厂规定65% 20 101. 3 公称电源电压u.正弦波刻度方向由制造厂指定可忽略可忽略由制造厂规定. 调到正常工作状态可忽略小子60表2标准检验条件下的检验要求, （参见条款5.J.J.1 5.J.2.J 5. 1 3. 1 5. J. 4 I 5.1.5.1 表3改变影响量进行的检验要求参见条款5. 4. 1 1 5. 4. 2 1 5. 4 5. I 标准检验条件;Cf和Cs由制造厂规定55% 75% 18 22 86 106 公称电源电压（1士！%）u. 正弦波，总谐波畸变小于5%

23、指定方向士I0 小于引起感应的最低值的0.5倍小子地磁场感应值的两倍规定取向士10调到正常工作状态可忽略小子60试验方法f参见条款）5.J.J.2 5.1.2.2 5.1.3.2 5.!.4.2 5. j, 5. 2 . 试验方法（参见条款）5.4.1.2 5.4.2.2 按制造厂规定检验点是己知其量值（如辐射剂量）的点。检验时必须将探测部件的刻度点置于检验点。应尽量减少检验点的散射辐射，使其小于元探测部件时该点剂量率的10%，否则，必须作相应的修正。制造厂必须在探测部件上标明相当于探测器有效中心的刻度点的位置并给出刻度方向6. 5统计涨落使用辐射源检验时，如果由辐射的随机性引起的指示值的统计

24、涨落的大小，在该项检验允许的指示值变化中占有显著份额，为了验证是否符合该项检验，必须取足够多的读数，以确保其平均值有足够的7 飞、GB 12787-91 精度。为了确保这些读数在统计学上互不相关，读数的时11间隔必须不小子响应时间的三倍。6-6参考辐射参考辐射源必须是Cf和Cs，除非制造厂和用户之间另有协议。7 技术文件7. 1 型式检验报告书制造厂根据用户要求应能提供按本标准进行的型式检验报告书7.2合格证书每套装置必须附份合格证书e合格证书应包括以下内容z制造厂名或注册商标； b. c. d. f. 装置的名称、型号和序号；制造日期；所测辐射类型；探测器类型；检验机构名称、检验日期和检验员

25、专用标志；g. 灵敏体积周围的壁材料及其表面质量厚度（以mg/cm表示hh. 报警整定值范国$i. 角响应和能量响应。7. 3使用和维修说明书8 每套装置必须附一份使用和维修说明书，它至少应包括以下内容： 电路图、元件及备件表；b. 详细的使用说明和维修程序。附加说明g本标准由中国核工业总公司提出。本标准由中国核工业总公司第二研究设计院负责起草。本标准主要起草人龙尚翼、任伦（京）新登字023号卢llh队的卢筒。中华人民共和国国家标准！监界事故报警设备GB 12787 91 峰中国标准出版社出版北京复外三里河）中国标准出版社北京印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印 开本880X1230 1/16 印张3/4字数16000 1991年11月第一版1991年11月第一次印刷印数11 500 晤书号155066 1-8353 ,. 标目173-24