核电厂数字化反应堆保护系统T2响应时间分析及测试

反应堆保护系统是核电厂数字化仪表控制系统中重要的安全系统,是DCS的重要组成部分。为了核电站的安全,对保护系统的响应时间有严格的要求,有必要对响应时间进行评价,本文简要介绍了核电站反应堆保护系统的结构,给出了T2响应时间测试范围,并对反应堆保护系统的响应时间进行理论分析,给出了T2响应时间测试方法,建立了响应时间测试原理,介绍了VP Link作为测试装置如何进行响应时间测试。以某核电厂1&2机组的SG1水位低低导致紧急停堆响应时间测试工况为例,详细介绍了实际响应时间测试工作,给出了响应时间测试的输出文件清单,并对测试结果进行记录和分析。     

反应堆保护系统数字化升级的旁通研究

反应堆保护系统通道旁通是反应堆正常运行中对某一保护通道相关设备进行维修或试验时采用的一种重要闭锁手段。目前,新建核电站主要为“华龙一号”。该系统架构采用4取2典型停堆逻辑降级方式,旁通设计较为成熟。区别于“华龙一号”,某数字化改造项目采用3取2逻辑降级停堆方式,原设计为模拟技术,旁通手段粗暴,不利于维护。对比二者旁通设计要求发现,基于系统架构的不同,二者在通道旁通时所对应停堆断路器的状态不同。进一步研究“华龙一号”旁通方案发现若该数字化改造项目通道旁通采用相同的设计原理,可能会导致误停堆。因此,引入停堆断路器状态检查,并设计互锁逻辑,可防止通道旁通时导致误停堆情况的发生。该方案也可为系统架构为3取2逻辑降级停堆的反应堆保护系统提供借鉴。     

压水堆核电厂数字化仪控系统功能测试设计与实现

反应堆保护系统是核电厂数字化仪控系统(DCS)中重要的安全系统,在反应堆保护系统的工厂测试阶段需要验证其功能的正确性以确保符合设计要求。本文分别设计了两种功能测试方案,并分析了这两种方案的优缺点。根据测试方案的要求,设计并制造了反应堆模拟系统和停堆断路器模拟系统并与反应堆保护系统集成,完成了反应堆保护系统的功能测试。测试结果表明这两种方案都能正确的完成反应堆保护系统的功能测试。     

核电厂安全级DCS缺省值缺陷分析与优化

安全级DCS是实现反应堆保护系统功能的数字化仪控系统,为防止信号通道故障,其设置了质量位及缺省值功能。在反应堆保护系统执行故障诊断时,会将发生故障的信号标识为无效,而后通过DCS设置的默认信号,对仪表输入、输出自动替换成一个设置的缺省值信号。由于反应堆保护系统大而复杂,设计人员存在考虑不全面而导致缺省值设置不合理的情况;另一方面由于缺省值隐蔽性强,正常调试、运行期间触发概率较小,很难发现。同行核电厂因为缺省值设置不合理,发生过多次非预期停堆、停机、瞬态事故,产生了巨大的经济损失。对此,研究一种安全级DCS缺省值分析方法,梳理出缺省值隐患,及时对问题进行整改。     

水介质下的温度计响应时间仿真与试验研究

反应堆一回路冷却剂温度是核电站的重要监测参数,通常采用热电阻温度计进行测量。响应时间是热电阻温度计的关键技术指标。为获取准确的响应时间数值,对热电阻温度计水介质下响应时间仿真与试验进行了研究。基于反应堆一回路冷却剂的温度变化场景,通过控制变量方法对典型不同测量工况(温度、流速、压力)条件下的热电阻温度计响应时间开展仿真分析。通过仿真分析,研究了不同测量工况对传感器响应时间的影响和变化规律。采用实验室方法验证了热电阻温度计动态响应仿真计算结果的可靠性。该研究可以确保反应堆在发生较大温度瞬态变化时,热电阻温度计能快速、有效响应并及时实现停堆。     

反应堆保护系统软件参数设置的安全影响研究

反应堆保护系统的软件参数设置对系统和机组的安全运行起到重要的作用,以核电厂TXS(TELEPERMXS)平台安全级DCS为背景,阐述了软件内部的四取二逻辑模块和RS触发器模块在反应堆保护系统异常情况下,软件参数设置对停堆或者专设安全设施动作的安全影响。通过实例,介绍不同的软件参数设置产生的不同的逻辑效果,并给出建议方案,对提高核电厂反应堆保护系统的可靠性有一定的参考价值。     

“华龙一号”与AP1000反应堆保护系统分析研究

保护系统是反应堆的重要安全系统。该系统的作用是保护燃料包壳、一回路压力边界和安全壳的完整性。“华龙一号”与AP1000均为三代压水堆1000 MW级别堆型。选取典型漳州1#、2#机组和三门1#、2#机组的反应堆保护系统设备作差异性对比。从整体系统架构差异性到具体数字化仪控实现平台安全级分布式控制系统(DCS)进行全面的分析与对比。通过逐项的对比异同点,发现“华龙一号”和AP1000堆型的反应堆保护系统各有长处,在设备布置和信号传输方面存在较大差异。因AP1000堆型依赖非能动设计,降低了系统复杂度,保护系统设备数量也低于“华龙一号”。AP1000堆型的四序列反应堆保护系统架构和创新型设计可为后续三代改进压水堆的反应堆保护系统设计提供借鉴。     

小型试验反应堆的数字化仪控系统设计

为了实现某个用于科学研究的小型试验反应堆的数字化监视和控制,根据核临界装置的工艺特点和用户使用需求,开展了基于现场可编程门阵列(FPGA)和ARM技术的控制与保护系统的设计。设计方案基于数字化的专用仪控平台,应用了安全系统的设计理念,采用了系统电源冗余、主控制器冗余、通信链路冗余、设备故障后的安全输出、多样化停堆措施等多种可靠性提升手段。系统由保护柜、控制柜、电源柜、主控室等部分组成。整个系统基于先进的数字化技术,具有灵活的可扩展性和较高的可靠性。测试结果表明,该系统能提供丰富的人机界面,实时监控反应堆核测量信号,精确控制反应堆功率的提升和下降,提供多样化的停堆措施,结构小而精。与传统的模拟技术方案相比,该系统在安全性、可靠性、可扩展性、经济性方面有较大提升,具有明显的优势。该系统的成功应用可为国内同类型的科学研究装置的数字化改造和设计方案提供参考。     

基于CPR1000堆型的核电站紧急停堆系统定期试验设计浅析

本文主要介绍CPR1000堆型的核电站安全级DCS紧急停堆系统定期试验的设计流程及其系统架构。其定期试验所覆盖范围为紧急停堆系统所涉及的所有输入模块、保护逻辑以及与其它系统的接口,由此将紧急停堆系统的定期试验划分为停堆功能试验、停堆断路器试验及硬接线试验。该设计方案已应用于多个CPR1000机组,实践证明该设计方法能够有效地完成对紧急停堆系统执行定期试验的功能。     

反应堆保护系统网络通信设计的研究与优化

反应堆保护系统保障机组在紧急情况下实现反应堆紧急停堆及专设安全设施驱动控制连锁,是关系机组安全的重要仪控系统。通过对网络通信板卡在反应堆保护系统中的作用进行研究,发现在当前设计下存在的安全隐患。通过对保护逻辑及硬件设计的进一步研究,提出了相应的优化方案,以降低网络通信板卡故障造成专设安全设施误动的风险,达到提高反应堆保护系统运行稳定性的目的。     

用MODBUS协议解决电能量采集与DOS系统接口的安全问题

本文采用仿真MODBUS协议技术,完成远动辅机电能量采集系统与热控DCS系统的数据接口,因传输的数据为现场采集数据量,较好的解决了两个系统接口的二次系统安全防护问题。     

4#炉汽包水位保护的改造应用

汽包水位保护系统逻辑由水位联锁和水位保护两部分组成.水位联锁是由水位低一、二值,水位高一、二值回路构成,其功能由DCS系统实现,控制输出也由DCS系统完成.水位保护是指水位低三值、高三值回路构成,其逻辑运算由DCS实现.当动作条件达到时由DCS控制输出关闭过热器出口电动门,并向灭火保护系统发出水位高低停炉信号.     

Coscheduled distributed-Web servers on system area network

As cluster-based Web servers are increasingly adopted to host a variety of network-based services, improving the performance of such servers has become critical to satisfy the customers’ demands. Especially, the user response time is an important factor so that clients feel satisfied with the Web services. In this paper, we investigate the feasibility of minimizing the response time of a server by exploiting the advantages of both user-level communication and coscheduling. We, thus, propose a coscheduled server model based on the recently proposed distributed PRESS Web server, where the remote cache accesses can be coscheduled on different nodes to reduce the response time. We experiment this concept using two known coscheduling techniques, called dynamic coscheduling (DCS) and DCS with immediate blocking. We have developed a comprehensive simulation testbed that captures the underlying communication layer in a cluster, the characteristics of various coscheduling algorithms, and the characteristics of the distributed server model to estimate the average delay and throughput with different system configurations. The accuracy of the VIA communication layer and the DCS mechanism is verified using measurements on a 16-node Linux cluster. Extensive simulation of four server models (PRESS over VIA, coscheduled PRESS model with DCS, with DCS and blocking, and Adaptive) using 32-node cluster configurations indicates that the average response time of a distributed server can be minimized significantly by coscheduling the communicating processes. The use of the DCS scheme reduced the average latency up to four times to the PRESS over VIA model that uses only user-level communication.     

基于FirmSys的三代压水堆核电站核安全级数字化保护系统设计概述

伴随我国三代压水堆核电站自主化进程,在三代压水堆核电站中采用自主化的全数字化仪控技术已迫在眉睫,尤其是核安全级数字化保护系统更是实现全数字化仪控的关键环节。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)为三代压水堆核电站提供保护系统解决方案的可行性进行初步探讨,为将来的工程设计和应用提供借鉴。本文首先说明了数字化安全级保护系统总体设计方案和系统功能的实现,然后进行了设计准则符合性分析,初步说明技术方案的可行性。     

DCS系统稳压电源的研究及应用

针对DCS系统UPS电源欠过电压保护装置频繁动作,为UPS加装补偿式交流稳压电源,并对加装补偿式交流稳压电源中遇到的问题进行分析改造,确保DCS系统稳定运行。     

基于QNX的实时电源控制系统的设计

核聚变装置HT-7U对极向场电源的实时反应能力提出了苛刻的要求，必须在一个控制周期内(1ms)完成对12套电源设备的通信、反馈控制、采集、测量等闭环控制环节。文中比较选择了一种性能优异的实时操作系统——QNX6．20作为系统开发运行平台，并在此平台上开发出一套电源的控制系统，仿真了多套电源的运行过程。对一般分布式实时控制系统的实时通信、动作同步、稳定可靠、数据备份等关键问题给出了可行的实践性的解决方法。     

主辅一体化厂级FCS在1050 MW机组的设计应用

研究主辅一体化厂级FCS控制系统应用,分析FCS的数字化、网络化和信息化等先进技术,重点研究FCS系统庞大的周期性数据与非周期性数据传输的实时响应时间、实时调度策略、冗余通信等关键技术,以及工程设计原则、网段划分、安全性设计等.通过理论计算Profibus现场总线的响应时间和Profibus在任务最坏情况下响应时间的可调度性分析,计算其非周期任务响应时间指标,提高周期任务和非周期任务的响应性能;把各单元机组控制系统、辅助车间控制系统在网络和人机交互层面连接起来,实现全厂一点监控.事实证明FCS优于传统DCS,特别是其AMS深入开发利用,将使FCS成为工业控制主导.     

EMCS在工业电气系统中的应用

本文介绍了EMCS系统，以工业中的实际应用讲述了EMCS系统的组成，阐述了EMCS与DCS系统的通讯连接，EMCS系统在电力系统中对电气设备的自动化控制、测量和保护等功能的实现，EMCS对电力系统的管理和对历史事件的记录等。通过对基于RTU560的EMCS系统应用广泛，操作简单并可以进行个性化开发的分析，提出了在不久的将来，EMCS必将在各行各业的电力系统中得到更加广泛的应用，成为电力系统标准配置的观点。     

核电站安全级DCS系统多样性分析

共因故障是核电站安全级DCS系统失效,导致安全功能丧失的原因之一。多样性可以有效地降低因共因故障导致安全功能丧失的风险。本文对在核电站安全级DCS的设计及实施中所涉及到的设备多样性（保护系统多样性、停堆系统多样性、显示和操作系统多样性）、功能多样性、人员（设计人员、验证和确认人员）多样性进行了系统的分析,详细论述了每种多样性的工作原理、实现的功能及效果。     

横河CS1000系统在主风机自保逻辑上的应用

本文介绍了横河CS1000系统逻辑程序在主风机自保上的应用,以及山东石大科技集团有限公司两段提升管催化裂化装置所用CS1000DCS系统的软硬件配置。