核电站安全级DCS系统接地设计研究

DCS系统的可靠接地是保证DCS安全、可靠运行的重要条件。为了保证DCS系统的监测控制精度和可靠运行,在DCS系统接地设计时,必须严格按照接地相关标准的要求进行设计,本文依据相关标准要求,给出了核电站安全级DCS系统接地设计的原则和方法,并结合辽宁红沿河核电站安全级DCS接地实例作了相关分析。     

核电站安全级DCS系统网络的基本设计准则

依据相关标准的要求,本文就核电站安全级DCS系统网络所需遵循的安全性和可靠性两大基本设计准则进行分析,主要以一个典型的安全级DCS网络架构为基础,结合可靠性定性分析方法,着重对其冗余性和独立性设计原则进行了深入分析研究,说明了工程上安全级DCS系统网络的可靠性设计的具体实现方法。另外,本文从纵深防御角度分析了在整体DCS系统的可靠性设计中如何考虑安全级DCS网络的影响,本文还就所谈及的典型安全级DCS网络架构存在优化的可行性进行了探讨。     

核电站安全级数字化保护系统功能分配设计研究

为保证可靠性,有效克服单一故障和共因故障影响,核电站安全级数字化保护系统设计过程中必须充分考虑系统多样性和纵深防御设计,并有效实现安全功能分散、优化单站负荷及接口。本文论述了核电站安全级数字化保护系统的结构、功能,并依据相关标准要求给出了核电站安全级数字化保护系统的功能分配原则和方法,同时结合一种典型的数字化保护系统功能分配做了分析。     

核电站非安全级DCS仿真系统分析

非安全级DCS仿真系统是核电站全范围模拟机系统的一部分。本文档介绍了核电站非安全级DCS仿真系统的功能和设计实现方案。本文描述的非安全级DCS仿真系统主要采用实物模拟和虚拟实物模拟仿真方式,实现了与实际核电站非安全级DCS系统完全相同的人机界面和功能;整个系统保留实际DCS系统的设计结构并对仿真功能采用模块化的设计方案,便于系统使用、升级、维护。     

“华龙一号”主蒸汽隔离阀定期试验功能研究与设计

在单一故障下,当安全壳内或径向限位器下游的蒸汽管线破裂后,主蒸汽隔离阀(MSIV)可以把失控的蒸汽排放限制在一台蒸汽发生器的水装量内。为了实现阀门设计预期的可用性,保持系统对真实信号的响应能力,需对其进行定期试验。依据核电厂定期试验相关法规标准,对主蒸汽隔离阀定期试验功能要求进行分析,完成了定期试验逻辑设计,并形成一套基于全厂分布式控制系统(DCS)的实现方案。相比于秦山二期等M310堆型,新的设计方案简化了定期试验相关设备和接口,提高了试验回路的可靠性,易于系统维护,同时节约了采购成本,保证了设备采购风险可控及产品供货周期。设计验证和初步调试表明,该方案满足安全系统定期试验的法规标准要求。目前,国内核电站主蒸汽隔离阀阀体已成功完成自主研发。"华龙一号"主蒸汽隔离阀定期试验配套方案的研制,成功地推动了阀门执行机构的国产化。     

AP1000 1E级UPS设备电路独立性设计与验证

AP1000 1E级的直流系统和不间断电源(UPS)系统能够为电厂的安全停机提供可靠的电源,且在单一故障的情况下,不会影响电厂的安全停机。为了确保任意序列安全系统在执行功能时,尤其在事故工况下,不受其他序列的影响,AP1000核电站引入了IEEE 384《核电厂安全级电气设备和电路独立性准则》,要求采用电气隔离的方法确保每一序列的独立性。重点介绍了IEEE 384对于电路隔离的要求,并加以分析。针对AP1000 1E级UPS设备电气原理,从系统角度分析了IEEE 384要求的必要性,并提出了设计方案和验收准则等。试验结果表明,该设计方案满足电气隔离的要求,不仅可推广至后续AP1000堆型,而且可推广至国内外其他核电堆型。     

“华龙一号”核电机组手动保护硬逻辑设计

手动保护硬逻辑作为应对数字化仪控系统共因故障的一种多样化控制方法,是核电厂安全级数字化控制系统(DCS)的重要组成部分。根据HAF 102—2019和GB/T 13284.1—2008等标准法规要求,结合“华龙一号”核电机组的特点,创新性地独立设置了区别于数字化仪控系统的硬逻辑控制系统,以提高安全级DCS的可靠性。采用模拟技术方案完成了电气原理、结构布置、辅助功能、逻辑功能等设计,并通过逻辑仿真验证和系统功能测试,验证了系统功能的正确性。该方案与系统已应用于“华龙一号”福建漳州核电厂1#、2#机组安全级DCS项目,可为其他核电机组的设计提供参考。     

核电站安全级DCS系统故障及维护策略研究

对于核电站安全级DCS系统来说,除了要监视并控制保护系统工艺参数符合运行要求之外,还要避免安全级DCS系统自身故障导致的保护系统降级或者跳堆。本文首先对DCS系统故障进行了分析和定义,给出了故障识别及故障信息获取方式,并分析了DCS故障诊断方法,最后对故障后的维护策略进行了研究,结合相关标准和法规提出的要求,初步说明故障分析的合理性和维护策略的可行性。     

核电厂安全级DCS设备接口模块的研究

设备接口模块是核电厂安全级DCS中进行优先级判断及输出最终专设驱动命令的重要设备。在满足相关法规标准及要求的前提下,为进一步优化设备接口模块各输入命令的接口,同时保证通信的高效性,对设备接口模块的相关内容进行了系统研究。分析了相关法规标准对设备接口模块的要求(如多重性、独立性、多样性及纵深防御等),并对法规标准在安全级DCS设备接口模块的应用进行了详细论述。通过比较国内目前核电厂中常见的几种安全级平台(如AREVA公司的TXS平台、三菱公司的MELTAC-N plus平台、Invensys公司的TRICONEX平台以及西屋公司的Common Q平台)设备接口模块,结合不同安全级平台设备接口模块的通信实现方式,提出了一种改进性方案。该方案兼顾了通信的可靠性及硬接线的数量。相关研究和分析可为安全级设备接口模块的设计提供参考。     

核电厂核级冷水机组控制系统设计与研究

目前,在二代加核电站中,核级冷水机组控制系统普遍采用可编程逻辑控制器实现机组控制及保护等功能。随着三代核电站对安全标准的提高,传统核级冷水机组控制系统已无法满足核电厂对控制系统安全分级、设备鉴定以及设计验证的要求。通过分析三代核电厂对核级冷水机组的安全分级及功能要求,提出采用安全级数字化仪控平台实现机组的控制及保护。控制系统在设计过程中,采用了隔离、功能分散、故障安全以及冗余配置等设计方法,全面提升了核级冷水机组控制系统的可用性及可靠性,进而提高了核级冷水机组在电厂事故工况下执行安全功能的能力。该控制系统的设计及实施,为后续核级主设备采用安全级数字化仪控平台实现控制系统设计提供了更好的解决方案。     

一种基于FirmSys产品的阳江5、6号机组安全级保护系统功能分配设计方法

伴随着我国三代压水堆核电站自主化进程,中广核集团紧跟国家核电发展的步伐,正在有条不紊地推进拥有自主知识产权的三代压水堆核电站研发进程。阳江5、6号机组的建设是中广核实现自主化三代压水堆战略的一个重要环节。北京广利核系统工程有限公司作为中广核集团唯一一家核电仪控设备供货同时也是国内唯一拥有自主知识产权的核安全级数字化仪控产品（FirmSys）的公司,在阳江5、6号机组承担了提供全厂数字化仪控系统解决方案、供货以及工程实施的重任,其中首次使用核安全级数字化仪控平台FirmSys实现数字化安全级保护系统更是关键环节。本文主要针对使用广利核公司自主研发的核安全级数字化仪控产品平台（FirmSys）为阳江5、6号核电站提供保护系统解决方案中的功能分配方案可行性进行初步的探讨,为将来的工程设计和应用提供有用借鉴。本文首先简要说明了数字化安全级保护系统总体设计方案,然后依据安全重要仪控系统总的设计要求和功能多样性、控制多样性的要求,对保护系统功能按子系统进行分配,以指导后续的子系统功能设计工作。     

核电站数字化保护系统设计研究

保护系统是核电站中保证核电安全的重要系统,采用数字化技术设计保护系统已成为当前的主流。核安全法规、标准对保护系统设计提出了单一故障、冗余性、独立性等设计准则。基于这些设计准则,应用当前成熟的DCS控制技术及点对点、环网等通信技术,设计了适用于M310堆型的保护系统的原型系统,该原型系统除应用数字化技术外,还设计了可以防止数字化系统软件共因故障影响的模拟控制装置,实现保护功能的多样性控制。通过分析表明该系统符合纵深防御和多样性要求,且满足单一故障准则。     

发电厂1000MW机组DCS系统工程设计

介绍谏壁发电厂1000MW机组DCS控制系统在工程设计中涉及安全的几个重要部分,并结合谏壁发电厂工程的具体实施进行总结。     

核电厂核岛直流和UPS系统

采用美国西屋AP1000非能动技术路线的核电厂,核岛直流和UPS系统包括IDS系统和EDS系统,IDS系统是全厂唯一的1E级电源,为1E级负荷提供可靠的直流和不停电电源。EDS为重要的非1E级仪表、控制系统以及电动阀、电磁阀提供连续可靠的电源。本文对核岛直流和UPS系统组成、系统功能、设计基准、设备布置进行了详细介绍,参考相关文件对系统负荷和设备参数进行了归纳、整理,并重点分析了1E级电源IDS系统安全可靠性。     

煤矿井下采掘设备隔爆兼本安型电气控制箱的本安设计

针对煤矿井下采掘设备防爆兼本安型电气控制箱内本安电路与非本安电路并存、非本安电路的能量可能会窜入本安电路而影响本安电路防爆及本安性能的问题,从结构设计和电气隔离两方面介绍了煤矿井下采掘设备隔爆兼本安型电气控制箱的本安设计方法,给出了电气间隙、爬电距离、绝缘及耐压、接线端子、本安布线、电源变压器、本安隔离栅印制板等结构布置方法以及RS485通信隔离电路、模拟量隔离电路、压频变换电路、电阻信号隔离电路、开关量隔离电路、继电器隔离电路等电气隔离措施。应用表明,采用该方法设计的煤矿井下采掘设备隔爆兼本安型电气控制箱安全可靠,维护简便,能够满足煤矿井下的防爆要求。     

自动气象站系统防雷关键技术设计与实现

现代精密电子测量仪器大都采用大规模集成电路构成,电路的耐压比较低,很容易受到电磁脉冲的冲击,致使测量数据出错或者仪器损坏;文中重点介绍了自动气象站系统在原理设计和设备制造时如何引入防雷关键技术,包括信号电路、通信接口采用光电隔离技术;电源系统采用双电池交叉充电、供电方法; PCB布线注意高低压线路间的距离;电气线路屏蔽以及器件选型等技术;DZZ1-2型自动气象站系统是分布式积木结构,各模块之间采用了物理隔离技术,其防雷效果良好,在广泛的应用中经受了考验;实践表明,采取物理隔离方法进行自动气象站的设计是防御雷击的最有效办法.     

压水堆核电站数字化仪控系统典型PID控制设计

PID控制器具有原理简单，稳定性强，鲁棒性好，使用方便的优点而被广泛应用。传统核电站的仪控系统采用模拟调节仪表，随着数字化仪控系统（DCS）技术的逐渐成熟，其在核电站的运行和维护中扮演的角色也越来越重要。本文以海南昌江核电站1、2号机组采用的INVENSYS公司IADCS系统为背景，对单回路PID控制和串级PID控制的数字化实现过程进行阐述，针对实现过程中的手／自动切换扰动和PID控制器的正反作用问题给出了解决方案；这对核电站数字仪控系统中PID控制器的研究具有十分重要的意义。     

用Modbus标准测试程序来调试IPC与DCS的通讯

以黄岛电厂的IPC系统与DCS系统数据通讯的调试实践为例,介绍了IPC系统与DCS系统进行通讯的协议的组成及调试方法,从而实现了在试验室中模拟大型DCS系统对除尘设备的实时监控,及提供一种在现场对两者之间的通讯功能进行调试的调试工具。     

南海环保电厂控制系统

文章对自动控制系统在南海市环保发电厂的应用实例进行了分析和介绍。作为一个将电厂的锅炉、汽机、电气，以及其它辅机系统都包含在内的分布式计算机控制系统，它结合了当前先进的计算机软件技术、现场总线通讯技术以及与垃圾焚烧发电相关的控制技术等多方面技术的应用，取得了良好的使用效果。同时它也是一个现代化的垃圾焚烧发电厂控制系统的典范，具有明显的推广应用前景。     

XDPS-400控制系统在韶关电厂11#机组的应用

介绍了上海新华控制工程有限公司的XDPS-400系统在韶关电厂11#机组DCS控制系统的应用及特点。