由于零部件停产的问题,核电厂仪控系统需要进行数字化升级。介绍了韩国灵光核电站(YGN)3&4号机组成功实现的仪控系统升级。升级采用了基于FPGA组件的控制器,代替了基于已停产的英特尔8085微处理器的控制器。给出了此次升级中使用的生命周期设计过程和严格的验证与确认(V&V)活动。这些活动均符合美国核管会的监管要求和行业标准。FPGA解析并模拟...
反应堆保护系统(RPS)是核电站最重要的安全设备之一。对该系统的可靠性评估一直备受关注。事件树和故障树等传统可靠性分析方法只能对反应堆保护系统进行静态分析,难以反映定期试验(PST)等检测和维修活动对系统可靠性的影响。动态分析方法中,马尔科夫模型一般适用于指数分布的情况,而反应堆保护系统的失效和维修过程,并不都服从指数分布。此外,...
当前国内核电厂半速汽轮机的控制和保护多采用法国的P320 TGC SV2+系统。根据系统逻辑设计,并网带最小负荷蒸汽需求(SD)会受到实际网频变化的影响,导致并网时初始负荷的SD存在不确定性。当SD过大时,一、二回路负荷出现不匹配,导致汽轮机旁路系统(GCT)阀门全部关闭,一回路出现过冷。通过对并网带最小负荷设计原理进行研究,指出了该并网逻辑的弊端...
液位测量是核电站自动控制系统中的重要组成部分。导波雷达液位计基于电磁波时域反射(TDR)原理,具有受环境影响小、测量精度高等特点。导波雷达液位计作为一种新型的液位测量手段,已经在核电领域有了广泛的应用,但是在其应用过程中也遇到了一定的问题。针对福清核电汽水分离再热系统疏水箱液位计频繁出现的支撑件破碎、密封失效以及蒸汽补偿漂移...
M310机组以及基于该堆型改进的CPR1000机组中均设计有超温超功ΔT信号。该信号同时参与反应堆的保护以及控制功能,以保护核电厂的安全运行。核电厂使用的不同仪控平台,对该信号的逻辑处理上会略有区别,尤其在表决逻辑中的逻辑退化的处理方法上差异较大。这与平台自身的属性以及核电厂仪控总体结构的划分均有着密切关系。鉴于超温超功ΔT信号对核电...
模块化直流式蒸汽发生器是钠冷快堆的关键部件,位于二、三回路之间,对钠冷快堆的安全运行具有重要意义。在钠冷快堆设计中,布置了多组并联的蒸汽发生器,在相互并联的工质通道间,又存在着相变,可能会导致模块之间的相互干扰。因此,有必要为多模块蒸汽发生器设计合适的给水控制系统。建立了单个直流式蒸汽发生器的动态模型。基于守恒方程,利用可移...
"华龙一号"是我国具有自主知识产权的三代核电品牌,在技术上实施了一系列技术改进措施,其中包括双层安全壳设计。双层安全壳的设计不仅能抗大型飞机撞击,而且在事故情况下,反应堆压力容器、内层安全壳和外层安全壳构成多重安全防御屏障,极大地降低了放射性气体泄漏。为了精准控制双层安全壳环形空间负压,"华龙一号"双层安全壳环形空间通风(CAV)...
核电站的汽轮机机械故障大多数是由微小故障逐步发展造成的,所以有必要对核电站汽轮机设备状态的演变趋势进行预测。基于GM(1,1)模型,提出一种基于时间序列的滚动改进型灰色预测算法,并利用该算法对汽轮机振幅持伪征参数趋势进行预测研究。预测结果表明,所研究的预测方法能够对核电站汽轮机设备的运行状态进行较为准确的演变趋势预测,且预测结果...
无需停堆换料是高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)的独特优点,而燃料元件自动循环是其实现的基础。着重阐述了燃料元件主循环对应自动控制程序的调试过程及调试方法,主要包括多类燃料元件辐射测量过程的模拟,以及燃料元件流程中关键工艺参数的调试。通过解决上述关键问题,经现场试验验证可知对应的自动控制逻辑运行可靠,可稳定实现元件稳定循环...
由于核测系统输出信号微弱,在核电厂工程建设和运行阶段长期受到电磁干扰问题困扰。在传统电磁场降噪方案无法满足现场需求的情况下,提出了一种通过电磁波降噪的方案。通过对某压水堆(PWR)核电中子测量探头噪声异常问题进行实地排查,确定了噪声源和传输路径。对噪声产生的原理进行了理论分析,并构建降噪理论模型。结合压水堆核电站堆外核仪表系...
传统M310核电厂采用旁路测量方式执行关键安全参数-反应堆冷却剂温度的测量。但该方式由于工艺回路复杂、主管道上接管数量多且维修难度大而不满足三代核电的要求,故在华龙一号核电厂中取消了旁路设计为主管道直接测温方式,由此带来反应堆冷却剂温度测量调试的变化。首先介绍了调试的过程并分析了导致调试变化的具体原因,然后针对该变化研究出具...
为了在核电厂(NPP)安全重要领域控制商品级物项质量,杜绝引入不良品,研究了如何在合理可行的工程成本条件下,采用商品级物项适用性确认(CGD)方法。通过对商品级物项进行专门试验/检查、调查物项质量控制过程、源地验证以及考察供应商/物项过往表现这四种方法,来验证商品级物项的关键特性,以确保商品级物项具有与核级物项等同的质量。CGD方法在我...
和睦系统是我国首个具有完全自主知识产权的核级数字化仪控系统(DCS)平台。阳江5号机组是我国首台真正实现DCS设备100%自主化、国产化的百万千瓦级核电机组。如何做好自主核级DCS首台套的质量保证,国内尚缺乏质保工作经验的支撑。核级DCS设计制造需要遵循核安全法律法规要求。结合以往DCS设计制造的实践经验,广利核提出了核级DCS全生命周期质量...
气动调节阀是核电厂重要的执行机构,关系着机组的安全运行。核电厂电磁环境复杂,调节阀的电气部件易受到电磁干扰,做好调节阀的电磁兼容鉴定至关重要。通过多次的鉴定试验经验,总结归纳了不同的调节阀电气组件的EMC试验内容和试验等级,针对几个试验中常遇到的问题,找出了干扰源和敏感元件,并提出了相应的整改措施。该研究为未来该类设备的EMC试...
目前,新建和在役核电厂大量使用商品级物项代替核安全相关物项。为确保商品级物项(CGI)在核电厂核安全相关场合能够满足要求的安全功能,需要对商品级物项执行技术评价和验收过程。通过对商品级物项适用性确认(CGD)标准体系的起源、地位、作用和现状进行分析,以及对CGD相关法规、导则、标准和技术报告等文件进行归纳和总结,梳理出CGD标准体系的层...
随着核电事业不断发展,核电厂(NPP)仪控系统不断有设备达到寿期或损坏需要进行替换。针对国内核电厂仪控系统物项替换因缺乏地抗震技术评估方法的规范而无法执行的情况,对美国EPRI相关导则、标准进行研究。利用单自由度有阻尼自由振动系统模型,得到结构动态特性的主要影响因素,并对地震不敏感物项及地震坚固物项提出动态相似的证明方法。结合核...
MC/DC准则被广泛应用于高安全性的嵌入式软件独立验证和确认中,是一种实用而高效的软件结构覆盖率验证准则。基于嵌入式软件测试的特点与MC/DC的基本概念,提出了MC/DC的最小测试集的形成方法。结合工程应用实例,利用自动化测试工具实现MC/DC测试流程。MC/DC准则在核电仪控系统中的成功应用,对于航空、军工、机器人等高安全性和高可靠性领域有着...
随着数字化技术在核电领域的普及,针对棒控电源柜的功能和结构特点,提出了数字化棒控电源柜的可靠性设计与分析方法。结合可靠性设计理念,提出了数字化电源柜的可靠性设计原则。根据棒控棒位系统对电源柜的功能需求,首次提出将电源柜可靠性划分为完全功能可靠性和后备功能可靠性两类,并分别建立可靠性模型。分析核电厂实际运行情况与元器件老化...
主泵是主冷却剂系统主要的设备之一,是核安全1级设备。为了从根本上解决目前主泵定期维修不足和维修过剩的问题,开展了主泵故障诊断系统研究。针对核电厂现有的人机界面设计大量采用灰阶色调和突兀的蓝色渐变等问题,结合人因工程原则,基于呈现基础(WPF)设计了主泵故障诊断系统的人机界面。人机界面按照不同的功能和图形设计准则,可以分为菜单栏...
人因工程(HFE)任务支持验证(TSV)关注支持任务需求所需的物项可用性,即确保人机接口(HSI)设计能够提供人员执行任务必需的报警、信息、控制和任务支持。目前,公开标准和文献中提到的TSV方法更多地被应用于新建电厂项目。其关注点与电厂改造项目有一定差异,不能完全适用于电厂改造项目。对电厂改造与新建电厂TSV的差异进行了分析,并基于此提出了...
核能行业网络安全事件暴露了核电厂仪控系统缺少网络、主机、应用、数据等各方面的网络安全防护手段,一旦发生网络安全事件后果严重。基于对核电相关网络安全标准的分析,研究了白名单策略与黑名单策略的技术差异,提出了在核电厂场景应用白名单防护策略的工作方向。详细分析了程序白名单、外设白名单、工控协议白名单、工控行为白名单的基本概念...
工业控制系统是核电厂的重要基础设施。随着数字化控制系统在核电厂中应用,核电厂信息安全面临着越来越多的威胁与挑战。基于典型压水堆核电厂工业控制系统总体架构和发展现状,对核电厂控制系统的信息安全风险进行分析,介绍了防范思路与防护方法,并给出了应对的建议措施,为核电厂控制系统的设计、应用提供了参考。该研究将有效促进中国核电行业...
针对核电厂特殊环境下应用的安全级光缆,开展安全级光缆鉴定内容及参考标准的研究,并建立安全级光缆的鉴定标准体系。根据安全级光缆在核电站应用的环境条件、功能要求,分析光缆与电缆的在结构和功能上的差异性、光缆自身光学特性,确定核电厂安全级光缆的鉴定内容、鉴定要求或规范,并建立核电厂安全级光缆鉴定标准体系。该鉴定标准体系可指导安...
随着工控系统信息安全事件日趋增多,核电厂数字化仪控系统的信息安全也逐渐受到重视,已经成为核安全的重要组成部分。信息安全标准是信息安全工作的重要依据。因此,开展信息安全标准研究是核电厂数字化仪控系统信息安全工作的基础。从核电厂数字化仪控系统的特点出发,分别对国内标准、美联邦导则标准和国际电工委员会标准三个体系进行对比分析,...
核电发展至今,人们对于核电厂运行安全性、经济性提出越来越高的要求。主管道作为一回路的重要承压边界,其完整性直接影响力整座反应堆的安全运行。为了建立核电厂主管道破前漏(LBB)系统,验证以声信号为基础的主管道完整性检测方法的可行性,以AP1000反应堆主管道的热管段为对象展开研究。对主管道进行稳态和瞬态的流固耦合,确定了带有弯管的管道...
核能是当前应用最为广泛的新型能源之一,具有清洁无污染、能量密度高、综合成本低、无供电间隙性等优点,且目前技术已经相对比较成熟。随着我国能源结构的调整和对环境保护的日益重视,我国目前正大力发展核电项目,降低化石能源消费比重。但是,作为核电发展重要支撑设备的核电仪器仪表发展缓慢。近年来,在国家政策的支持下,我国在核电仪器仪表领...
响应时间是快响应电阻温度计的一个关键指标。电阻温度计的结构和材料均会影响响应时间。通过对电阻温度计热传导瞬态过程的分析,开展电阻温度计响应时间关键因素研究,研究了热电阻温度计的材质、结构及尺寸等因素对热传导瞬态过程的影响规律,以掌握影响电阻温度计响应时间的关键参数,为后续确定电阻温度计及其套管结构提供理论依据。该研究可用...
多模块高温气冷堆(MHTGR)核电站是具有固有安全性和多用途特点的先进核电站,采用多个核蒸汽供应系统(NSSS)驱动常规岛负载装置,实现并网发电、电网调频和吸纳可再生能源。随着核蒸汽供应系统数量的增加,特别是当核电站运行在负荷跟踪模式时,操作员很难手动将核岛热功率指令分配给多个核蒸汽供应统。提出了热功率的上、下两层动态矩阵控制(DMC)方...
对光纤传感技术的优势、原理、分类、发展趋势、已有应用作了分析。光纤传感器具有抗电磁干扰、耐事故能力强、小型化、精度高等优点,已应用于各行各业,但在核领域还没有应用。国外对光纤传感器在核电厂的应用研究起步早,得出了很多重要结论;而国内研究晚,研究内容少。结合核电厂的过程参数测量需求与光纤传感器的优势,拟出了光纤传感器在核电厂...
虚拟现实(VR)技术作为新一代人机交互技术,为核电厂(NPP)人机交互(HCI)设计和评价提供了一种全新的技术手段。利用VR技术,可以有效解决传统HCI设计和评价中的症结问题。通过分析VR技术特点,结合核电厂HCI设计和评价传统方法中存在的问题,提出了VR在HCI设计和评价应用中的四项功能需求:3D可视化沉浸式设计、人因工程设计验证、虚拟仿真评价、培训...
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