核电厂仪控系统可靠性要求与分析方法研究

随着核电厂仪控系统冗余度及分散度的持续增加,以及业主运维压力的攀升,需要考虑简化核电厂仪控系统。为了使简化后的核电厂仪控系统能够保障核电厂的安全性与可用性,需要研究其可靠性要求与分析方法。根据以往工程经验,归纳了核电厂仪控系统设计过程中可靠性分析的一般流程。根据系统故障对核电厂安全性与可用性的不同影响,分别对反应堆保护系统、多样性驱动系统及运行控制系统这三个仪控系统的重要组成部分进行研究。基于相关导则、标准及以往工程实践,分别总结了这三类系统的可靠性要求的类型及制定方法,并归纳了这三类系统的可靠性分析过程中需要考虑的因素。根据各类仪控系统的可靠性要求与分析方法,系统设计者可以在保障仪控系统可靠性的基础上对设计进行简化。     

控制系统的Bayes可靠性评估算法

针对特定试验条件下小子样控制系统可靠性评定的特点,提出了利用验前信息来弥补现场试验信息不足的改进双重Bayes MC方法。在对单元可靠性分析的基础上,给出单元的可信验前信息,依据特定的可靠性框图,结合有限的系统试验数据,推导出试验用控制系统可靠性评估步骤和计算公式,并对系统可靠度进行了数值仿真计算,计算结果令人满意。     

MBRA在核电厂仪控系统可靠性分析中的应用研究

核电厂仪控系统的可靠性对于核电厂的安全、平稳运行至关重要。为了保证核电厂仪控系统的可靠性,需要在设计过程中对规模庞大且功能复杂的核电厂仪控系统进行可靠性分析。传统的核电厂仪控系统可靠性分析一般基于系统设计文本直接构建可靠性分析模型。模型结构往往与系统结构不匹配,使得模型的构建与检查极为困难。为了解决这个问题,考虑使用基于模型的可靠性评估(MBRA)方法,构建核电厂仪控系统的故障传播模型以进行可靠性分析。使用核电厂仪控系统可靠性分析与设计软件,构建了反应堆保护系统稳压器压力触发安注功能的故障传播模型,对其失效概率进行了故障树分析,并提出了提高安注功能可靠性的改进方式。应用结果表明,使用MBRA方法进行核电厂仪控系统的可靠性分析,降低了可靠性建模的难度,使模型易于检查与确认,提高了可靠性分析的效率、准确性。     

核电厂仪控设备的可靠性及老化管理研究与实践

针对大亚湾核电站运行10年左右陆续出现的一些与模拟仪表老化相关的设备失效问题,开展一系列的仪控设备可靠性及老化管理研究和实践,并建立系统化的管理体系。根据电子元器件老化机理的分析研究及国内外经验反馈,并结合核电厂多年老化数据分析以及设备现场使用经验,确定核电厂短寿命元器件和短寿命设备,进而建立核电厂仪控设备的分级管理体系。通过可靠性及老化检测、老化缓解、老化管理大纲和数据库等技术,对核电厂仪控设备进行有效的可靠性管理。实践表明,该仪控设备可靠性及老化管理体系取得了显著成效,大大提高了仪控设备可靠性,提升了电站的核安全水平,显著减少了停机停堆事故和发电损失,具有一定的推广价值,可以用来指导和应用于同类核电站以及常规电厂仪控设备可靠性管理。     

基于系统工程的核电厂仪控系统设计流程研究

核电厂数字化仪控系统具有设计复杂、结构庞大、集成度高的特点。为了解决设计中由于设计流程不规范、以结果为导向、以施工图设计和管理为重点等而出现的各种综合性问题,研究了在核电厂仪控系统设计流程中使用系统工程的方法。创新性地结合了系统工程方法和核电厂仪控系统全生命周期的模型,重新定义和开发了仪控系统的设计活动,对活动进行统筹规划。建立核电厂仪控系统设计的标准化系统工程体系,可对其进行裁剪,用于指导不同核电项目、不同层次仪控对象的全生命周期设计。基于系统工程的仪控系统设计流程的开发,有利于规范仪控系统设计活动、实现全生命周期的设计管理和维护、提升核电设计和管理能力、提高国际竞争力。     

安全级仪控系统设备鉴定样机代表性分析

安全级仪控系统是核电站的中枢神经,是核电厂安全运行必不可少的系统设备.为了确定安全级仪控系统的可靠性和安全性,设备鉴定成为其主要技术手段.受成本和时间等因素限制,设备鉴定通常使用具有一定代表性的鉴定样机来完成相关试验.因此,核电厂安全级仪控系统鉴定样机的代表性是鉴定结论能否适用于工程产品的关键.NB/T 20344和I...     

基于MBSE的核电厂仪控系统设计方法研究

核电厂仪控系统作为大型的复杂系统,其运行场景繁多、逻辑功能和接口关系复杂。以往基于文档的仪控系统设计存在诸多弊端,需通过大量的时间和人力来保证方案的整体性和完整性。通过对核电厂仪控系统设计现有业务流程的研究,结合基于模型的系统工程（MBSE）方法的特点,应用正向设计的逻辑,提出了一种基于MBSE的仪控系统设计方法。该方法描述了核电厂仪控系统的MBSE模型框架,将仪控系统模型分为两层模型架构,即仪控系统总体设计模型和仪控子系统设计模型。各层模型均按照MBSE方法的运行分析、系统分析、逻辑架构设计和物理架构设计的层级进行建模。两层模型之间相互关联。对各层级建模的主要分析和设计要点进行了研究,形成了完整的仪控系统设计模型建模方案。该方案能够指导核电厂仪控系统设计,实现从设计需求到设计实现的完整性。     

基于国产芯片的核级仪控系统主控板卡的设计与实现

核电仪控系统关系国家的核电安全,采用国产芯片实现仪控系统至关重要,只有基于国产技术平台才能从内在保障核级仪控系统的安全。基于国产芯片实现仪控系统过程中,面临系统设计、器件选型,以及新的系统架构下如何满足产品的稳定性、可靠性、独立性和确定性等问题,给出了基于国产芯片、计算机技术平台的核级仪控系统主控板卡的设计与实现,并重点对独立性和确定性设计进行了说明。对主控板卡的性能指标进行了测量,结果表明使用国产芯片实现的控制系统满足关键指标要求,主控板卡的设计与实现对核电仪控系统国产化具有参考意义。     

田湾核电站一套专设仪控系统的设计特点与维护方法

以作者在从事数字化仪控系统(DCS)调试、维护等工作过程中多年积累的研究结论和实践经验为基础,分析总结了田湾核电站一套专设仪控系统(自动辐射监测系统)如何从设计理念、维护策略等方面来保证系统运行的可靠性,并对今后仪控系统维护过程中应关注的问题提出一些见解。     

临时仪控系统在EPR核电机组调试中的应用

台山核电厂机组控制系统采用数字化仪控系统。受制于三代核电设计变更多、设备鉴定周期长等客观制约因素,数字化仪控系统在1号机组调试启动阶段尚不可用。为满足核回路冲洗试验相关工艺系统的重要过程参数监视和关键设备控制需求,开发了临时仪控系统(TICS)。对输入输出接口类型、软硬件组态、网络结构、端接方案和功能验证方法进行了较深入的研究,提高了TICS抗单一故障能力和抗共模故障能力。结合台山核电厂1号机组核回路冲洗试验的具体调试,证明采用临时仪控系统实现参数监视和设备控制是合理可行的。该方案首次解决了数字化仪控系统进度延误导致工艺系统调试无法按期开展的难题,为后续核电厂的首次调试启动提供了参考。     

基于数字化平台的柴油机电控系统可靠性计算

为了评估核电厂应急柴油机数字化控制方案替代部分传统继电器控制系统的可行性,对基于数字化专用仪控平台的柴油机电控系统进行了可靠性分析和计算.依据该系统的架构设计,建立了系统可靠性框图模型,并结合可靠性设计和失效率预计数据,采用蒙特卡罗方法计算得到的系统可用性达到99.99％.分析结果表明,冗余设计、故障诊断和维修性设计对...     

仪表气源系统的自动监控

针对仪表气源系统的监控,结合一套进口设备,分析了压缩机单元、干燥塔单元的监控内容、设备结构和原理,介绍几种特殊元件,提出运行中出现的问题及处理意见。     

汽轮机自动控制系统的可靠性预测

本文提出了汽轮机自动控制系统可靠性的预测方法,给出了汽轮机自动控制系统的可靠 性框图、子系统部件严重的失效模式、系统可用度的预测公式和可靠性预测实例.     

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。     

仪表空气干燥器控制系统的升级改进

利用工厂现有优势资源,自主对故障率逐步升高的仪表空气干燥器控制系统进行升级改进,从而提高重要单元设备运行的可靠性。     

核电站重要仪表测量通道的不确定度计算方法

对核电厂重要仪表测量通道的不确定度计算的相关国内核安全法规要求、最新国际标准进行了研究,提出一套测量通道不确定度计算的方法。总结完善了计算方法中不确定度通道的类型、国产化仪表设备的不确定度项区分、环境条件区分以及整定值的确定等内容,演示了采用该方法进行仪表测量不确定度计算的过程,并给出了计算结果。通过相关计算,验证了该方法对维护核电厂原有安全基准的有效性。相比较于同类计算方法获得的结果,新计算方法具有明显的优越性。     

机载火控系统记录装置智能自动检测设备的设计

介绍了机载火控系统记录装置智能自动检测设备的功能、硬件和软件的设计 ,提出了为增强自动检测系统的可靠性所采用的关键技术等。     

基于云计算的智能测试保障体系构建

针对当前武器装备系统复杂以及测试保障难度大的问题,提出基于云计算的装备智能测试保障体系。该体系以云化智能测控网及运行其上的人工智能算法组成的云计算平台为基础,结合装备的自主保障流程,设计一种基于认知的智能测试与保障方法,实现装备的智能测试与自主保障。基于认知的智能测试以装备的测试性设计为前提,包含机内测试和机外测试两种方式,其运行原理相同,通过云化智能测控网,依托云计算,对获得的历史数据和实时数据进行自组织学习,实时调整装备测试机制、数据传输机制和数据分析与故障预测机制,为实现装备的自主保障提供智能决策支持。     

刹车控制单元便携式检测设备的设计与实现

在飞机地面试验台进行刹车试验时,或者在外场飞机起飞前进行检查、大修厂的飞机维修时,防滑刹车控制单元的性能检测设备必不可少。针对飞机预测及健康管理(PHM)提出的维修保障困难问题,于开放的、面向对象的PHM体系结构,提出了一种便携式飞机刹车系统检测设备,结合其关键系统展开设计。此设计包含了飞机PHM体系结构设计及相关环节的技术实现,并将传统测试的相关测试设备小型化轻量化,集成在一拉杆箱内,加以一体化和良好的散热设计,使得设备方便运输携带,且具有一定抗强冲击力和震动的特性,有很高的安全性、可靠性,并具备故障定位等智能化检测能力,可满足外场检测的恶劣测试环境,提高飞机检修效率。     

国产40 000 m3/h空分装置自动控制系统

介绍了国产40000m^3／h空分装置的仪表配置，如EJA变送器、铂热电阻、调节阀、分析仪等。DCS系统采用了Emerson公司的DeltaV系统；说明了在DCS中实现的主要控制功能，如空压机组的性能调节、防喘振控制、分子筛的顺序控制等；分析了试车时出现的问题，并提出改进的方案。本套装置自投产以来运行安全，控制系统具有先进性和可靠性，配置是值得推广的。