CN102169734A - 一种核电站阀门动作时间测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种核电站阀门动作时间测试系统及方法,其中系统包括安全级操作模块,逻辑处理模块和计时器;安全级操作模块,用于产生测试命令信号;逻辑处理模块,用于将测试命令信号发送至被测阀门和计时器,以启动被测阀门动作和启动计时器开始计时,还将被测阀门所产生的阀位反馈信号发送至计时器,以使计时器停止计时;计时器,用于接收测试命令信号启动计时,接收阀位反馈信号停止计时,并根据启动计时时间和停止计时时间计算被测试阀门动作时间。本发明的有益效果在于:适用于核电站的数字化仪控系统平台,可以实现系统自动测量阀门动作时间,减少了测试人员的工作量,提高了阀门测试效率以及测试精度。
Description
技术领域
本发明涉及核电技术领域,更具体地说,涉及一种核电站阀门动作时间测试系统及方法。
背景技术
反应堆保护安全系统对于核电站的安全有着重要的作用,其可以在事故条件下缓解事故后果,完成反应堆的应急反应性控制、堆芯余热导出和放射性包容等安全功能,从而保护核电站三道安全屏障的完整性,以及保护公众、环境的安全。
为了实现反应堆保护安全系统的以上安全功能,GB13284规定了核电站安全系统设计基准,其中包括安全系统必须满足的单一故障准则、质量鉴定、独立性等,要求安全系统具备试验和校准能力,即:应在保持安全系统执行其安全功能的同时,提供对其设备进行试验和校准的能力。在GB/T5024中也进行了详细规定了,核电站安全系统应在功率运行期间提供上述试验和校准能力,并且应尽可能接近实际地再现安全功能的特性。
另外,安全系统平台数字化后,IEEE 7-4.3.2对安全系统的试验要求进行了补充性规定。无论是GB/T5024还是IEEE 7-4.3.2,都要求安全系统在定期试验期间,对重要阀门进行阀门动作计时试验。
目前在核电站的CPR1000项目中使用了先进的数字化仪控系统平台(Digital Control System,DCS),然而目前国内比较成熟的核电站定期试验阀门计时方案主要是针对常规模拟继电器式仪控平台而建立的,其技术方案包括以下步骤:
a、试验人员定期在主控室通过阀门试验按钮发出开/关阀门的命令,同时,此命令通过硬接线送到集中数据处理系统,以记录该开/关阀门命令发出的时刻;
b、现场阀门接收到主控室的实验开/关阀门的命令而动作,产生阀门位置反馈信号,此信号通过硬接线送往主控室,同时送往集中数据处理系统,以记录收到该反馈信号的时刻;
c、通过KIT系统打印机,将测得的开/关阀门命令发出的时刻和收到阀门位置反馈信号的时刻打印出来,用于进行阀门动作时间的分析。
上述测试方案存在以下缺陷:1)、由于是基于模拟继电器式仪控平台而建立的,因此不再适合适用目前先进的数字化核电站的数字化仪控系统平台;2)、只能记录阀门开始动作和完成动作的时刻,然后由试验人员人工完成进行阀门动作时间的分析,增加了试验人员的工作负荷;3)、需要集中数据处理系统配合完成计时工作,增加测试方案的复杂性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种核电站阀门动作时间测试方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
构造一种核电站阀门动作时间测试系统,其中,包括安全级操作模块,逻辑处理模块和计时器;其中,
所述安全级操作模块,用于产生测试命令信号;
所述逻辑处理模块,用于将所述测试命令信号发送至被测阀门和所述计时器,以启动所述被测阀门动作和启动所述计时器开始计时,还将所述被测阀门所产生的阀位反馈信号发送至所述计时器,以使所述计时器停止计时;
所述计时器,用于接收所述测试命令信号启动计时,接收所述阀位反馈信号停止计时,并根据启动计时时间和停止计时时间计算被测试阀门动作时间。
本发明所述的核电站阀门动作时间测试系统,其中,还包括非安全级操作模块,用于向所述安全级操作模块发送测试授权命令,并显示所述计时器最终测试得到的阀门动作时间;
所述安全级操作模块,用于响应所述测试授权命令,产生所述测试命令信号。
本发明所述的核电站阀门动作时间测试系统,其中,所述逻辑处理模块包括系统级逻辑处理单元和部件级逻辑处理单元;其中,
所述系统级逻辑处理单元,用于将所述测试命令信号发送给所述计时器和所述部件级逻辑处理单元;
所述部件级逻辑处理单元,用于将来自所述系统级逻辑处理单元的所述测试命令信号发送至被测阀门,并将阀门产生的所述阀位反馈信号发送至所述计时器。
本发明所述的核电站阀门动作时间测试系统,其中,所述部件级逻辑处理单元包括第一子单元和第二子单元,所述计时器包括第一计时器和第二计时器,所述第一子单元通过硬接线连接所述第一计时器,所述第二子单元通过网络连接至所述第二计时器;其中,
所述第一子单元,用于将所述测试命令信号发送至动作时间小于第一预定时间的被测阀门,并将所述动作时间小于第一预定时间的被测阀门的阀位反馈信号发送至所述第一计时器;
所述第二子单元,用于将所述测试命令信号发送至动作时间大于等于第一预定时间的被测阀门,并将所述动作时间大于等于第一预定时间的被测阀门的阀位反馈信号发送至所述第二计时器。
本发明所述的核电站阀门动作时间测试系统,其中,所述第一计时器包括计时管理单元和计时测量单元;其中,
所述计时管理单元,用于接收所述测试命令信号,以启动所述计时测量单元开始计时,以及接收所述阀位反馈信号,以使所述计时测量单元停止计时;
所述计时测量单元,用于响应所述测试命令信号开始计时,并根据所述阀位反馈信号停止计时,并根据启动计时时间和停止计时时间计算被测试阀门动作时间。
本发明所述的核电站阀门动作时间测试系统,其中,所述系统还包括连接所述非安全级操作模块和计时器的计时复位模块,用于在接收到所述测试授权命令的同时,将所述第一计时器和所述第二计时器复位。
本发明还提供了一种核电站阀门动作时间测试方法,其中,包括以下步骤:
A、产生测试命令信号;
B、将所述测试命令信号发送至被测阀门和计时器,以启动所述被测阀门动作和启动所述计时器开始计时;
C、将所述被测阀门所产生的阀位反馈信号发送至所述计时器,以使所述计时器停止计时;
D、所述计时器根据启动计时时间和停止计时时间计算被测试阀门动作时间。
本发明所述的核电站阀门动作时间测试方法,其中,所述步骤A还包括:
A1、接收非安全级操作模块发送的测试授权命令,并根据所述测试授权命令产生所述测试命令信号,并将计时器复位。
本发明所述的核电站阀门动作时间测试方法,其中,所述步骤B中,
将针对动作时间小于第一预定时间的被测阀门的测试命令信号经硬接线发送至计时器,将针对动作时间大于等于第一预定时间的被测阀门的测试命令信号经网络发送至计时器;
所述步骤C包括:
C1、将动作时间小于第一预定时间的被测阀门的阀位反馈信号经硬接线发送至所述计时器,以使所述计时器停止计时;
C2、将动作时间大于等于第一预定时间的被测阀门的阀位反馈信号经网关发送至所述计时器,以使所述计时器停止计时。
本发明所述的核电站阀门动作时间测试方法,其中,所述步骤D之后还包括:
E、显示所述计时器最终测试得到的阀门动作时间。
本发明的有益效果在于:核电站阀门动作时间测试系统中的各个模块及计数器均可基于数字化仪控系统平台设备采用硬件或软件完成,不需要额外的系统来配合,减少方案的复杂程度,且能适应核电站的数字化仪控系统平台;可以实现系统自动测量阀门动作时间,不需要试验人员进行后续的计算和分析工作,减少了测试人员的工作量,提高了阀门测试效率以及测试精度。
在本发明进一步的方案中,对不同动作时间的阀门(例如分为动作时间小于10s和动作时间大于等于10s的阀门)所产生的阀位反馈信号经不同路径发送到计时器进行动作时间测量,更能提高对不同阀门的动作时间测试精度。经实际验证,采用本发明的方法和系统,对于动作时间较短的阀门,其测量精度可在200ms之内,对于动作时间较长的阀门,其测量精度可在1s之内。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明较佳实施例的核电站阀门动作时间测试系统示意图;
图2是本发明较佳实施例的核电站阀门动作时间测试方法流程图。
具体实施方式
本发明一种较佳实施例的核电站阀门动作时间测试系统示意如图1所示,其包括安全级操作模块20,逻辑处理模块30和计时器40。其中,安全级操作模块20,用于产生测试命令信号,并将测试命令信号发送至逻辑处理模块30。逻辑处理模块30连接被测阀门50,用于将测试命令信号发送至被测阀门50和计时器40,以启动被测阀门50动作和启动计时器40开始计时,还将被测阀门50所产生的阀位反馈信号发送至计时器40,以使计时器40停止计时。计时器40,用于接收测试命令信号启动计时,接收阀位反馈信号停止计时,并根据启动计时时间和停止计时时间计算被测试阀门动作时间。在实际应用中,安全级操作模块20可以是安全级操作面板,逻辑处理模块30可以是逻辑处理机柜,被测阀门50可以是不同型号的电磁阀。
其中,安全级操作模块20,逻辑处理模块30和计时器40可全部由硬件实现,或同时采用软件和硬件来实现,并采用数字处理技术来进行信号处理,使得该系统能适应核电站的数字化仪控系统平台,并能实现系统自动测量阀门50动作时间,减少测试人员的工作量,提高阀门测试效率以及测试精度。
上述实施例中,如图1所示,核电站阀门动作时间测试系统还包括连接安全级操作模块20的非安全级操作模块10,或称为非安全级操作面板,用于向安全级操作模块20发送测试授权命令,并用于显示计时器40最终测试得到的阀门动作时间。安全级操作模块20在接收测试授权命令后,产生测试命令信号。这样可将测试授权和测试命令配合使用,提高核电站的阀门动作测试安全性。
在进一步的实施例中,如图1所示,核电站阀门动作时间测试系统中的逻辑处理模块30包括系统级逻辑处理单元31和部件级逻辑处理单元32。其中系统级逻辑处理单元31和部件级逻辑处理单元32可采用硬件或软件实现。
系统级逻辑处理单元31,用于将安全级操作模块20产生的测试命令信号发送给计时器40和部件级逻辑处理单元32,以启动计时器40开始计时,并通过部件级逻辑处理单元32发送给被测的阀门50。
其中,优选将针对动作时间小于第一预定时间的被测阀门的测试命令信号经硬接线发送至计时器40,以提高测试精度,并将针对动作时间大于等于第一预定时间的被测阀门的测试命令信号经网关发送至计时器40,以采用网络通信减小核电站的建设成本。
上述第一预定时间可以是根据核电站阀门实际型号进行划分的一个界限,用于区分动作时间较短和动作时间较长的阀门。例如,以10s为界进行划分,将阀门分为动作时间大于等于10s的阀门(例如型号为RCV 223VP的阀门)和小于10s的阀门(例如型号为RIS 206VP和RIS 207VP的阀门)。
部件级逻辑处理单元32,用于将来自系统级逻辑处理单元31的测试命令信号发送至被测阀门50,并将被测阀门50产生的阀位反馈信号发送至计时器40,以控制计时器40停止计时。部件级逻辑处理单元32可全部由数字逻辑门组成,且每个被测阀门50都有单独的控制逻辑,所产生的阀位反馈信号也经由单独的路径送至计时器40。
优选地,上述实施例中的部件级逻辑处理单元32包括第一子单元321和第二子单元322,计时器40包括第一计时器41和第二计时器42。其中,第一子单元321通过硬接线连接第一计时器41,第二子单元322通过网关连接至第二计时器42。
第一子单元321,用于将测试命令信号发送至动作时间小于第一预定时间的被测阀门50,并将动作时间小于第一预定时间的被测阀门的阀位反馈信号经硬接线发送至第一计时器41。这样可缩短信号传输时间,提高所测量的阀门动作时间的精度。
第二子单元322,用于将测试命令信号发送至动作时间大于等于第一预定时间的被测阀门50,并将动作时间大于等于第一预定时间的被测阀门的阀位反馈信号经网关发送至第二计时器42,这样可减小电站建设成本。
更优选地,上述实施例中,如图1所示,第一计时器41包括计时管理单元和计时测量单元。其中,计时管理单元用于接收测试命令信号,以启动计时测量单元开始计时,以及接收阀位反馈信号,以使计时测量单元停止计时;计时测量单元用于响应测试命令信号开始计时,并根据阀位反馈信号停止计时,并根据启动计时时间和停止计时时间计算被测试阀门动作时间。第二计时器42与第一计时器逻辑结构相同,在此不再赘述。
在进一步的实施例中,如图1所示,核电站阀门动作时间测试系统还包括连接非安全级操作模块10和计时器40的计时复位模块60,用于在接收到测试授权命令的同时,将第一计时器41和第二计时器42复位,或者在一次测试完成后,通过按钮对计时器40进行手动复位,以免影响下一次的阀门动作时间测量的准确性。
在实际核电系统中,数字化仪控平台由安全级DCS平台和非安全级DCS平台组成,在数字化仪控平台中,安全级操作模块20为安全级DCS平台中的安全级操作面板、非安全级操作模块10为非安全级DCS平台中的非安全级操作面板,逻辑处理模块30包括安全级DCS平台中的系统级逻辑处理机柜(即前面所述的系统级逻辑处理单元31)和部件级逻辑处理机柜(即前面所述的部件级逻辑处理单元32),计时器40包括了网关(即前面实施例中所述的第二计时器42)和非安全级逻辑处理机柜(即前面实施例中所述的第一计时器41)。对动作时间大于10s的阀门所反馈的阀位反馈信号经过网络送至网关,动作时间小于等于10s的阀门所反馈的阀位反馈信号经过硬接线送至非安全级逻辑处理机柜进行处理,相应计时逻辑分别在网关和非安全逻辑处理机柜中完成。
在本发明的另一实施例中,还提供了一种核电站阀门动作时间测试方法,其流程图如图2所示,该方法S200开始于步骤S201:
在步骤S202中,产生测试命令信号。前面各实施例的描述,测试命令信号由安全级操作模块产生,且优选根据非安全级操作模块所发送的测试授权命令而产生。更加优选地,为避免计时器还没复位,在该测试授权命令到来时,同时将计时器复位。
在步骤S203中,将测试命令信号发送至被测阀门和计时器,以启动被测阀门动作和启动计时器开始计时。该测试命令信号可由安全级DCS平台中的系统级逻辑处理机柜(即前面所述的系统级逻辑处理单元)和部件级逻辑处理机柜(即前面所述的部件级逻辑处理单元)发送。其中,优选将针对动作时间小于第一预定时间的被测阀门的测试命令信号经硬接线发送至计时器,以提高测试精度,并将针对动作时间大于等于第一预定时间的被测阀门的测试命令信号经网络发送至计时器,以采用网络通信减小核电站的建设成本。详细过程可参阅前述各实施例,在此不再赘述。
在步骤S204中,将被测阀门所产生的阀位反馈信号发送至计时器,以使计时器停止计时。其中,优选将动作时间小于第一预定时间的被测阀门的阀位反馈信号经硬接线发送至计时器,以使计时器停止计时;将动作时间大于等于第一预定时间的被测阀门的阀位反馈信号经网关发送至计时器,以使计时器停止计时。详细过程可参阅前述各实施例,在此不再赘述。
在步骤S205中、计时器根据启动计时时间和停止计时时间计算被测试阀门动作时间。具体计算方法为,用停止计时时间减去启动计时时间即可得到被测试阀门动作时间。
在步骤S206中、显示计时器最终测试得到的阀门动作时间。该显示操作可由非安全级DCS平台中的非安全级操作面板完成,或者由单独的显示设备来完成。
最后,方法S200结束于步骤S207。
下面以动作时间小于10s的阀门为例,说明其动作时间测量过程:
首先由非安全级操作设备进行测试授权,然后由安全级操作设备发出测试命令信号;测试命令信号经系统级逻辑处理机柜送到部件级逻辑处理机柜,最终测试命令信号送到被测阀门,使被测阀门动作(打开或者关闭);同时,测试命令信号经系统级逻辑处理机柜通过硬接线送到非安全逻辑处理机柜,用于计时管理,即当此信号出现时,计时器才允许计时;阀门动作后产生阀位反馈信号,由部件级逻辑处理机柜采集,并通过硬接线送到非安全逻辑处理机柜,此反馈信号用于闭锁计时器计时信号,使计时器停止计时;阀门动作时间由非安全逻辑处理机柜内的计时器处理,得出最终结果,送到非安全级操作面板进行显示。
本发明的有益效果在于:核电站阀门动作时间测试系统中的各个模块及计数器均可基于数字化仪控系统平台设备采用硬件或软件完成,不需要额外的系统来配合,减少方案的复杂程度,且能适应核电站的数字化仪控系统平台;可以实现系统自动测量阀门动作时间,不需要试验人员进行后续的计算和分析工作,减少了测试人员的工作量,提高了阀门测试效率以及测试精度。
在本发明进一步的方案中,对不同动作时间的阀门(例如分为动作时间小于10s和动作时间大于等于10s的阀门)所产生的阀位反馈信号经不同路径发送到计时器进行动作时间测量,更能提高对不同阀门的动作时间测试精度。经实际验证,采用本发明的方法和系统,对于动作时间较短的阀门,其测量精度可在200ms之内,对于动作时间较长的阀门,其测量精度可在1s之内。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种核电站阀门动作时间测试系统,其特征在于,包括安全级操作模块,逻辑处理模块和计时器;其中,
所述安全级操作模块,用于产生测试命令信号;
所述逻辑处理模块,用于将所述测试命令信号发送至被测阀门和所述计时器,以启动所述被测阀门动作和启动所述计时器开始计时,还将所述被测阀门所产生的阀位反馈信号发送至所述计时器,以使所述计时器停止计时;
所述计时器,用于接收所述测试命令信号启动计时,接收所述阀位反馈信号停止计时,并根据启动计时时间和停止计时时间计算被测试阀门动作时间。
2.根据权利要求1所述的核电站阀门动作时间测试系统,其特征在于,还包括非安全级操作模块,用于向所述安全级操作模块发送测试授权命令,并显示所述计时器最终测试得到的阀门动作时间;
所述安全级操作模块,用于响应所述测试授权命令,产生所述测试命令信号。
3.根据权利要求2所述的核电站阀门动作时间测试系统,其特征在于,所述逻辑处理模块包括系统级逻辑处理单元和部件级逻辑处理单元;其中,
所述系统级逻辑处理单元,用于将所述测试命令信号发送给所述计时器和所述部件级逻辑处理单元;
所述部件级逻辑处理单元,用于将来自所述系统级逻辑处理单元的所述测试命令信号发送至被测阀门,并将阀门产生的所述阀位反馈信号发送至所述计时器。
4.根据权利要求3所述的核电站阀门动作时间测试系统,其特征在于,所述部件级逻辑处理单元包括第一子单元和第二子单元,所述计时器包括第一计时器和第二计时器,所述第一子单元通过硬接线连接所述第一计时器,所述第二子单元通过网络连接至所述第二计时器;其中,
所述第一子单元,用于将所述测试命令信号发送至动作时间小于第一预定时间的被测阀门,并将所述动作时间小于第一预定时间的被测阀门的阀位反馈信号发送至所述第一计时器;
所述第二子单元,用于将所述测试命令信号发送至动作时间大于等于第一预定时间的被测阀门,并将所述动作时间大于等于第一预定时间的被测阀门的阀位反馈信号发送至所述第二计时器。
5.根据权利要求4所述的核电站阀门动作时间测试系统,其特征在于,所述第一计时器包括计时管理单元和计时测量单元;其中,
所述计时管理单元,用于接收所述测试命令信号,以启动所述计时测量单元开始计时,以及接收所述阀位反馈信号,以使所述计时测量单元停止计时;
所述计时测量单元,用于响应所述测试命令信号开始计时,并根据所述阀位反馈信号停止计时,并根据启动计时时间和停止计时时间计算被测试阀门动作时间。
6.根据权利要求5所述的核电站阀门动作时间测试系统,其特征在于,所述系统还包括连接所述非安全级操作模块和计时器的计时复位模块,用于在接收到所述测试授权命令的同时,将所述第一计时器和所述第二计时器复位。
7.一种核电站阀门动作时间测试方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、产生测试命令信号;
B、将所述测试命令信号发送至被测阀门和计时器,以启动所述被测阀门动作和启动所述计时器开始计时;
C、将所述被测阀门所产生的阀位反馈信号发送至所述计时器,以使所述计时器停止计时;
D、所述计时器根据启动计时时间和停止计时时间计算被测试阀门动作时间。
8.根据权利要求7所述的核电站阀门动作时间测试方法,其特征在于,还包括:
A1、接收非安全级操作模块发送的测试授权命令,并根据所述测试授权命令产生所述测试命令信号,并将计时器复位。
9.根据权利要求7所述的核电站阀门动作时间测试方法,其特征在于,所述步骤B中,
将针对动作时间小于第一预定时间的被测阀门的测试命令信号经硬接线发送至计时器,将针对动作时间大于等于第一预定时间的被测阀门的测试命令信号经网络发送至计时器;
所述步骤C包括:
C1、将动作时间小于第一预定时间的被测阀门的阀位反馈信号经硬接线发送至所述计时器,以使所述计时器停止计时;
C2、将动作时间大于等于第一预定时间的被测阀门的阀位反馈信号经网关发送至所述计时器,以使所述计时器停止计时。
10.根据权利要求7所述的核电站阀门动作时间测试方法,其特征在于,所述步骤D之后还包括:
E、显示所述计时器最终测试得到的阀门动作时间。
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