第1章 概述 1
1.1 何谓反应堆噪声 1
1.2 反应堆噪声的基本原理 1
1.3 反应堆噪声分析技术的应用 4
1.4 噪声分析的由来与发展 5
1.5 开发利用核动力堆噪声信息资源 6
第2章 反应堆噪声的统计特性 7
2.1 基本概念 7
2.2 随机变量的统计描述 7
2.2.1 概率和概率密度 8
2.2.2 分布函数 8
2.2.3 随机变量的各阶矩 10
2.3 随机函数的概率密度分布 11
2.3.1 正弦随机函数的概率密度 11
2.3.2 直三角随机函数的概率密度 13
2.4 正态分布及其应用 13
2.4.1 矩比较方法 16
2.4.2 直接作概率图 17
2.5 反应堆噪声分析的三个基本假设 18
2.5.1 平稳性假设 18
2.5.2 遍历性假设 18
2.5.3 点堆模型假设 19
第3章 频域分析的物理数学基础 20
3.1 噪声分析中的频率概念 20
3.2 基本关系式 20
3.2.1 傅里叶变换 20
3.2.2 卷积定理和脉冲响应函数 22
3.2.3 巴什瓦定理 23
3.2.4 相关定理 24
3.2.5 信号时域表示和频域表达的对应关系 25
3.2.6 离散信号及其Z变换 26
3.3 功率谱密度 27
3.3.1 功率谱密度的定义和性质 27
3.3.2 功率谱密度与自相关函数之间的关系 28
3.3.3 离散随机过程的功率谱密度 30
3.3.4 白噪声及其功率谱密度 31
3.3.5 倒频谱分析 35
3.4 噪声信号通过线性动力学系统的传递 36
3.4.1 传递函数和相干函数 36
3.4.2 白噪声通过线性系统的分析 43
第4章 相关分析 49
4.1 相关的概念和相关函数 49
4.1.1 相关的概念 49
4.1.2 相关函数及其讨论 51
4.2 相关与谱的物理图像 53
4.3 多维正态概率密度和协方差矩阵 56
4.4 极性相关分析 58
4.5 相关分析的应用 60
第5章 时间序列分析 63
5.1 时间序列分析概述 63
5.2 时序分析的基本原理 64
5.2.1 自回归模型 64
5.2.2 自回归滑动平均模型 65
5.2.3 ARMA模型的特性 67
5.3 建立模型 73
5.3.1 数据预处理与模型阶数的考虑选择 73
5.3.2 模型适用性的检验 73
5.4 模型参数估计 76
5.5 AR建模算法的比较与实践 85
第6章 噪声信号的采集和处理 89
6.1 概述 89
6.2 混叠效应和采样定理 90
6.2.1 连续信号的离散化 90
6.2.2 采样定理 93
6.2.3 再抽样效应 95
6.2.4 抽样时间间隔选取注意事项 97
6.3 泄漏效应和窗函数 97
6.3.1 频率分辨能力 97
6.3.2 窗函数的应用 97
6.4 滤波器 101
6.4.1 滤波器的性能要求 101
6.4.2 滤波器的设计 104
6.4.3 双线性变换 106
6.5 动态范围 107
6.6 统计误差 108
6.7 数据质量保证，标准与惯例 110
6.8 换能器 111
6.8.1 一般说明 111
6.8.2 中子探测器 111
6.8.3 温度传感器 112
6.8.4 加速度计 123
第7章 中子学噪声 126
7.1 前言 126
7.2 噪声驱动源 126
7.3 零功率反应堆中子噪声信号的传递 128
7.4 动力堆中子学噪声 134
7.4.1 噪声信号的传递 134
7.4.2 堆内部件振动反应性噪声及其验证实验 136
7.4.3 中子噪声在研究性反应堆中的实验验证 141
第8章 压水堆噪声 146
8.1 概述 146
8.2 压水堆内部结构 147
8.3 压水堆中子噪声 148
8.4 吊篮振动监测 151
8.4.1 一般描述 151
8.4.2 刻度因子及其计算 152
8.4.3 吊篮振动监测分析举例 155
8.5 堆芯部件振动监测 161
8.5.1 结构振动和驱动力 161
8.5.2 燃料和燃料组件振动监测 163
8.6 中子-温度噪声监测慢化剂温度系数 167
8.6.1 目的和意义 167
8.6.2 MTC的定义及其测量 169
8.6.3 MTC的噪声监测 170
8.6.4 MTC噪声监测的实践 174
8.7 堆芯冷却剂工况监测 178
8.7.1 目的和意义 178
8.7.2 局部沸腾监测 179
8.7.3 堆芯冷却剂流速的测量与监测 183
第9章 CANDU型重水堆噪声 188
9.1 前言 188
9.2 CANDU型重水堆的工艺流程和堆芯测量 189
9.2.1 CANDU堆的本体结构和噪声驱动源 189
9.2.2 CANDU型重水堆的中子测量 192
9.3 堆内中子探测器噪声分析监测堆芯部件振动 193
9.3.1 用ICFD噪声监测探测器管振动 194
9.3.2 用ICFD噪声监测燃料通道振动 196
9.4 传感器品质的在线监测 197
9.5 ICFD的动力学模型和敏捷份额的推断 201
第10章 钠冷快中子反应堆噪声 205
10.1 概述 205
10.2 堆体结构和噪声 206
10.2.1 堆本体结构 206
10.2.2 堆芯的监控与检查 206
10.2.3 噪声驱动源 208
10.3 钠丢失效应的数字模拟 213
10.3.1 CEFR的结构参数及其数字模型 213
10.3.2 数字模拟计算结果和讨论 217
10.4 钠沸腾噪声的探测与诊断 220
10.4.1 钠沸腾噪声探测研究历程简述 220
10.4.2 超凤凰堆对燃料组件冷却剂出口温度噪声的探测与研究 222
10.4.3 模型化温度噪声监测技术 226
附录A FFTF噪声信号的采集与部分结果 230
A.1 前言 230
A.2 FFTF剖视图和噪声信号探测传感器 230
A.3 部分结果举例 232
附录B 凤凰原型快堆噪声基准信号的采集和分析 236
B.1 噪声信号采集点的总体描述 236
B.2 某些探测器的特性 237
B.3 信号采集时Phenix运行工况 237
第11章 神经网络的应用 239
11.1 绪论 239
11.2 神经网络模型 240
11.2.1 人工神经元模型 240
11.2.2 BP神经网络 241
11.2.3 径向基函数网络 244
11.2.4 自组织神经网络 245
11.3 算法的选择和灵敏度 246
11.4 神经网络基准试验 247
11.4.1 基准信号和分析任务 247
11.4.2 分析结果评估 253
11.5 应用举例 254
11.5.1 功率谱密度的模型化 254
11.5.2 基于神经网络的操纵员支持系统 255
11.5.3 核动力堆非线性动力学识别与故障诊断 257
第12章 声学噪声及其应用 261
12.1 概述 261
12.2 松动部件监测 264
12.2.1 为何监测松动部件 264
12.2.2 撞击定位和质量标定 266
12.2.3 松动部件监测系统 268
12.3 沸腾监测 270
12.3.1 沸腾噪声及其声学监测 270
12.3.2 钠沸腾声学探测 273
12.3.3 钠沸腾噪声的基准试验数据，分析目标和结果 274
12.4 钠-水反应的声学噪声探测 275
12.4.1 声噪声的产生机理和特性 275
12.4.2 钠-水反应声学探测（ALD）基准信号的采集和分析 278
12.4.3 钠-水反应基准试验重要结论 286
12.5 先进的声学噪声信号分析技术 287
第13章 在线监测和故障诊断综述 296
13.1 前言 296
13.2 人工智能促进诊断技术的发展 296
13.3 结构、信息流程和诊断 299
13.4 实例分析 304
13.4.1 钠冷却剂运行工况监测与故障诊断系统 304
13.4.2 反应堆冷却剂泵监测系统 306
13.4.3 转动机械维修支持系统 308
13.4.4 堆芯吊篮振动监测系统 309
13.5 神经网络与专家系统结合 311
参考文献 314
附录 伪噪声分析及其在次临界监测中的应用 318
A.1 前言 318
A.2 原理和实践 318
A.3 伪噪声驱动中子源的产生 326
A.4 应用前景分析 327
A.4.1 ADS次临界度监测 327
A.4.2 压水堆的次临界监测 332
A.4.3 乏燃料池次临界度就地测量 337
参考文献 340