核电站安全级数字化保护系统供电设计研究

核电站安全级数字化保护系统对供电有很高的要求,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设计过程中的供电独立性、冗余性等供电设计规范,分析了供电设计过程中的供电负荷计算方法和流程,并结合一种典型的安全级数字化保护系统供电设计做了论述.     

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。     

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。     

核电站数字化保护系统控制层通信协议的设计

核电站数字化保护系统中的控制层通信承担着重要的数据和信息传输任务，为控制单元提供现场数据和保护输出，是核电站数字化保护系统中的重要组成部分。现有的控制层通信协议无法满足核电站数字化保护系统确定性、可靠性、独立性和实时性的要求。采用基于状态、通信周期固定、通信链路冗余、只传输固定的数据集、帧长度和格式固定等方式，设计了控制层通信协议。根据核电标准要求，针对通信协议中可能存在的故障类型进行了分析，同时给出了错误检测方法和相应的处理措施，以满足核电站数字化保护系统确定性、可靠性、独立性和实时性的要求。该通信协议已经通过权威机构认证，所涉及的硬件产品已经通过核安全级设备的鉴定，后续可应用于军工、航天等高可靠性行业。     

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。     

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。     

核电监控系统中超温超功率调节的设计与实现

随着数字电子技术的发展,为了提高核电站安全性和灵活性,第三代核电系统设计提出了新的要求。首次提出了采用数字化软件技术,在核电监控系统中实现对反应堆超温超功率调节的保护功能的要求。超温超功率调节采用高实时性人机交互方式,对运行中的核电站安全级控制系统进行调节,是核电站监控过程中安全性要求较高、功能较复杂的保护功能。核电安全级控制系统的部署结构直接影响功能实现方式。为确保软件系统整体的安全等级,选择已获得工业安全SIL3等级认证的嵌入式操作系统VxWorks作为开发环境。结合操作系统的使用手册,以及国际标准IEC 61508对软件系统的诊断要求,在上位机下位机一体化的多任务实时软件系统中,实现超温超功率调节功能。该方案即将在国产化第三代核电系统中得以验证使用,同时对所有高安全工业领域的监控软件有借鉴作用。     

方家山核电厂核级DCS安全改进

经过三里岛、切尔诺贝利、福岛核事故之后,核电厂的安全受到前所未有的关注和重视。仪控系统的安全可靠性是影响核电站安全、可靠、经济运行的重要因素。方家山核电厂采用全数字化控制系统,其中核级DCS由美国Invensys公司的Tricon平台实现,这也是该平台首次在核电站应用。针对数字化控制系统软件共因故障防御缓解方案、质量位设置、T3试验的优化改进,实现了首次自主方式设计验证,解决了"卡脖子"问题,破解了核级DCS的关键技术瓶颈,针对DCS的相关问题和薄弱环节提出了有效的解决方案,提升了核级DCS的可靠性和机组的本质安全。     

核安全级通信系统通信错误检测技术研究

核电站安全级通信系统承担信息传输任务,在核电站安全运行中具有关键作用。错误检测是通信系统安全运行的保证,本文在分析工业标准和核电法律法规技术规范的基础上给出了核安全级通信系统中存在的故障类型,并针对各种故障类型给出了适用于核安全级通信系统的错误检测技术。此技术在Firmsys平台Firmnet产品中得到应用并成功应用于阳江5&6号机组,满足核电设备1E级应用要求,后续将应用于红沿河、田湾等项目。     

核电厂数字化仪控系统测试综述

仪控系统(I&C)是核电厂的“神经系统”,它对于核电厂的安全运行至关重要.数字化对核电厂I&C提出了新的要求.通过对核电厂数字化I&C测试的研究,指出了核电厂数字化I&C测试的重要性和作用,并对测试分级进行了简单分析.主要论述了核电厂数字化仪控系统测试的要求和原则、测试规范和计划、测试内容和流程、测试记录和报告以及测试问题和处理.合理的I&C测试可以有效提高I&C的可靠性,降低其设计、制造、安装和调试等的成本.     

从安全审评角度看核电站数字化仪控设计

从核安全审评的角度对核电站数字化仪表和控制(仪控)设计进行了综合考虑和研究。在结合美国核管会审评要求以及国内核电厂审评实践的基础上,总结出数字化引进核电站仪表和控制系统应首先考虑多样性和纵深防御;其次才是结合数字化特征进行各个系统功能的设计;同时,也要考虑仪表和控制系统的性能设计要求、全系统的安全要求以及监视反应堆状态的最终手段。只有通过多样化系统的设计,才能在满足多样性和纵深防御的要求基础上,使核电站仪控设计的安全水平不会由于数字化的引入而导致安全水平的降低。     

核电厂DCS安全级应用软件开发的危险分析

为了减小或避免因控制系统软件而导致的核电厂安全性降低的不良后果,提出了对核电厂数字控制系统安全级应用软件开发过程进行危险分析的活动.采用验证和确认的方法,并结合安全保护层模型、预先危险分析方法(PHA)、故障树分析等方法对应用软件开发过程中的系统设计、软件设计、软件实现各个阶段的危险进行分析.通过CPR1000项目工程实践表明,采用验证和确认的方法能有效地减小软件开发过程中的危险以提高应用软件的安全性,从而最终提高核电厂的安全性.     

用于安全级专设功能测试的网络化测试系统设计

为验证核电站数字化仪控系统安全级的专设功能,本文提出了一种基于网络的自动化测试系统,重点阐述测试系统的设计,包括网络搭建、通讯实现、测试软件设计等,并举例简述了该系统在CPR1000堆型核电站安全级专设功能测试中的应用.网络化测试系统的使用,实现了核电站数字化仪控系统的闭环测试,能够实时监视测试过程并自动生成删试报告,提高了数字化仪控系统集成测试的效率与质量,降低了测试成本.     

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。     

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...     

数字化核安全级仪控系统软件验证和确认平台的设计与实践

在针对数字化核安全级仪控系统中的软件进行验证和确认（V＆V）过程中,为了确保V＆V工作可信、有效、高效地开展,构建一个软件V＆V平台,支持包括准备、执行和管理等全过程的V＆V活动。该V＆V平台基于通用数据库。通过集成定制工具与商用工具,来提供V＆V工作所需的方法和手段。通过多个核级软件的V＆V项目的应用实践,证明该平台对于开展V＆V活动发挥了重要作用,使得数字亿核安全级仪控系统具有清晰证据支持的高安全性与高可靠性。     

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。