核能是解决现代社会能源危机的一个很重要的途径，而核反应堆是可控制地获取核能的唯一的方式；反应堆保护系统是反应堆仪表与控制系统的一个非常重要的组成部分，是反应堆运行安全的最后一道屏障，是反应堆的稳定、可靠运行的有力保障。因此，对于保护系统自身的可靠性要求是非常高的。 传统的反应堆保护系统是基于模拟技术的，但原有的技术已经大大地落后了，无法满足目前对保护系统的性能要求；而且很难获取备用部件。反应堆保护系统的数字化是大势所趋。 数字化是反应堆保护系统发展的一个必然方向。数字化保护系统具有很多的优点。目前现有的数字化保护系统产品都是由软件实现保护功能，但软件系统存在的最大的问题就是软件的共因失效问题。软件本身的缺陷可能导致系统内所有软件单元同时发生失效，从而导致系统级的失效，将对反应堆的安全造成极大的威胁。 本文分析了目前反应堆保护系统的发展历史及现状，提出了解决软件共因失效问题的新的设计方案，并成功研制了试验样机。本论文主要包括了以下的一些主要内容： ·针对软件的共因失效问题，本课题提出了全新的软硬件并行处理的设计方案。针对低温核供热堆的特点，采用并行处理、两级三取二表决的结构，提高了系统的可靠性。 ·本系统方案的具体设计和实现。包括FPGA和MCU部分为实现保护功能和提高可靠性所提出的一系列措施和方法。 ·本方案的可靠性分析。根据电子元器件的特点，计算了各个单元的可靠性指标，并计算出保护系统的不可用性，在此基础上得出相关的结论。 ·对保护系统故障类型及故障机理进行了分析，并在此基础上分析了整机的拒动和误动概率。 本课题所设计和实现的反应堆保护系统采用了硬件技术和软件技术并行处理的工作方式，通过应用现代的数字电子技术，有效地提高了反应堆保护系统的性能和可靠性，减小了系统所占用的空间，也减少了所需的连线，符合反应堆保护系统发展的趋势。