核电厂数字化I&C系统关键技术研究现状及发展策略

国外的核电厂数字化仪表与控制(I&C)系统已经取得显著成绩,我国尚处在起步阶段.中国核动力研究设计院采用国内外成熟的工业控制技术和设备研究开发出数字化反应堆保护系统样机、数字化反应堆控制系统样机、先进控制室研究开发平台、高精度实时核蒸汽供应系统仿真机及相关的17个计算机软件,获得了进一步研究开发的经验,具备了中外合作研制核电厂数字化I&C系统的条件,也为在新-代压水堆核电厂实现数字化I&C系统国产化奠定了坚实基础.     

核电厂数字化仪表控制系统智能设备接口设计

在核电厂数字化仪表控制系统中使用智能设备可以提高核电厂的故障诊断能力和实时信息监控能力。本文综合考虑核电厂工艺系统特点和测控点分布等因素,设计了不同类型智能设备与核电厂数字化仪表控制系统的通讯接口方案。给出了核电厂数字化仪表控制系统的总体结构和接口方式,详细分析了现场总线型智能设备、第三方成套系统、远程I/O系统、辅控网系统、智能无线网络系统等智能设备接口设计方案。该接口设计方案实现了智能设备与核电厂数字化仪表控制系统的系统集成,提升了核电厂数字化仪表控制系统的控制性能和设备管理能力。     

核电厂非安全级DCS验证系统KSN子系统测试

为了验证我司自主研发的DCS控制系统Nic Sys2000的功能、性能、测量精度、可靠性、稳定性等指标,我司搭建了核电厂控制系统1:1仿真样机验证系统。该仿真样机验证系统采用Nic Sys2000控制系统,仿照福清核电3#机组。论文介绍了核电厂非安全级DCS仿真样机验证系统中的KSN子系统测试的测试方法,测试结果和测试过程中的问题及解决方法。测试内容包括:功能测试、性能测试、单体测试和设备和控制逻辑测试。通过对仿真样机验证系统的测试,可以更好的验证Nicsys2000系统的各项指标,为我司新产品的研发积累宝贵资料,并为今后系统在核电厂可靠、稳定的运行提供保障。     

核电站数字化保护系统维护系统设计

核电厂数字化保护系统的维护系统是对安全级数字化控制系统进行故障分析和系统维护处理的关键环节。为了提高当前核电厂安全级数字化控制系统维护期间的安全性以及调试维修的工作效率,本文在对数字化保护系统架构和维护功能分析的基础上,同时结合FMEA分析技术,设计出了一套全新的集中维护系统,通过对其独立性进行分析,认为其能够满足安全相关标准要求。该设计方案具有人机接口简单,操作方便,不影响安全功能等优点。可应用于核电厂安全级数字化控制系统故障诊断和系统维护中,也可为其他行业数字化控制系统维护系统设计提供参考。     

福清核电厂一期数字化核仪表系统设计

核仪表系统(RPN)是核电厂仪控系统的重要组成部分。介绍福清核电厂一期数字化核仪表系统的结构、功能、设计要求和设计特点,并从设计的角度就RPN与安全级数字化仪控系统的功能划分与岭澳核电站二期进行比较。结果表明,福清核电厂一期数字化RPN设计能较好地满足系统的功能要求,为后续项目RPN优化设计提供了借鉴。     

核电厂控制与保护系统应用软件潜在的功能缺陷与防御措施

分析了核电厂系统功能设计、数字化仪表控制系统中软件系统设计、开发、验证与确认中产生潜在的功能缺陷的原因 ;阐述了缺陷的种类、可能造成的后果与影响 ;论述了如何通过增大核电厂系统的设计裕量、强化纵深防御、采用规范的与成熟的编程、编译与验证技术来防止人因错误与编程的缺陷 ,提高系统软件的可靠性与核电厂的安全性     

华龙一号海外首堆反应堆控制系统优化设计

反应堆控制系统是核电厂重要仪控系统之一,对保障核电厂的正常运行起着重要作用。为确保控制系统在核电厂运行过程中的良好控制品质和减少现场调试时间,有必要在设计阶段通过仿真研究对控制系统参数进行优化设计。分析了三代核电华龙一号（HPR 1000）海外首堆的反应堆控制系统功能,对各控制系统被控变量进行了说明;在此基础上,对控制系统参数优化流程进行说明;利用核电厂数字化仿真工具,通过系统建模仿真对控制系统参数进行敏感性分析,根据不同参数取值下的系统静态和动态响应特性得到较优的控制系统参数,经性能验证满足设计要求。所获得的反应堆控制系统参数已用于海外华龙一号首堆反应堆控制系统设计,并用于指导核电厂现场调试和核电厂运行。      

安全级数字化系统软件测试用例生成方法研究

基于概率风险评价(PRA)和物理仿真模型,本文提出了一种针对核电厂安全级数字化控制系统的软件测试用例生成方法。所产生的测试用例包含了风险指引信息,能定性描述软件实际操作场景。文中以某核电厂保护系统子系统软件为例,分析系统的故障模式和子系统软件输入空间,建立软件的运行剖面,结合RELAP5仿真模型,获得了可用于测试核电厂安全级数字化控制系统软件可靠性的测试用例。该方法产生的测试用例为开展核电厂安全级数字化控制系统的软件可靠性定量评估研究奠定了基础。     

核电站数字化反应堆保护系统研究

为提高我国核电站仪表与控制系统的整体技术水平,为实现我国新一代核电站的自主设计和建造打下基础,"九五"期间,中国核动力研究设计院采用成熟的计算机技术、遵照有关标准的要求完成了数字化反应堆保护系统的系统设计并研制出了原理样机.     

基于人员绩效的核电厂数字化人机界面评价研究

与传统的操作界面相比,核电厂数字化人机界面有了很大变化,在诸多方面都变得更为复杂,这无疑影响了操纵员的情景意识和人员绩效。为识别当前数字化界面存在的问题,为核电厂人机界面的设计和优化提供理论支持,本文对数字化核电厂相关人员进行问卷调查,问卷内容涉及数字化人机界面的6个方面,分别为信息显示系统、数字化SOP系统、软控制系统、报警系统、操纵员支持系统和情景交互。通过分析,发现当前数字化界面在操作画面的信息分配、风险提示、操作难度、辅助功能等方面存在不足,整体情景交互效果不佳,需进行优化完善。