CN103440893B - 一种用于核电厂数字化报警抑制运行工况计算的分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于核电厂数字化报警抑制运行工况计算的分析方法，该方法选取具有典型性、代表性的运行参数用于工况计算逻辑方程，选择适当数量的工艺参数来计算运行参数，将工艺参数通过适当的逻辑组合为运行参数，再将各运行参数组合为工况计算逻辑方程，并为操纵员人为介入运行工况的数字化结果提供方式，实现人机接口功能的设计。本发明实现了由仪控系统自动实时计算机组运行工况，通过友好的数字化人机界面显示给主控室操纵员；并且该运行工况的计算结果，用以进行数字化报警抑制。

Description

一种用于核电厂数字化报警抑制运行工况计算的分析方法
技术领域
本发明属于核电厂主控室设计技术，具体涉及一种用于核电厂数字化报警抑制运行工况计算的分析方法。
背景技术
在基于核电厂常规模拟控制技术的主控室的时代，机组的运行工况完全由操纵员来根据机组的状态参数进行人为的判断。对于采用数字化仪控系统（DCS）和先进主控室的核电厂，设计了一种方法，实现了由仪控系统自动实时计算机组运行工况，通过友好的数字化人机界面显示给主控室操纵员；并且该运行工况的计算结果，用以进行数字化报警优化管理（即报警抑制）。当DCS系统根据电厂运行状态计算出一个机组工况后，则即时的应用在数字化报警抑制系统中，在此工况下无意义的、非必需的、可以被抑制的报警将不会在数字化报警列表中显示给操纵员，可以极大地减轻操纵员的工作负担，提高操纵员的工作效率，对电厂的安全和经济运行有积极的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于核电厂数字化报警抑制运行工况计算的分析方法，为数字化报警抑制功能的实现和使用提供必要条件，并提高操纵员的工作效率。
本发明的技术方案如下：一种用于核电厂数字化报警抑制运行工况计算的分析方法，包括如下步骤：
（1）在所有规定的运行参数中，选取具有典型性、代表性的运行参数，用于工况计算逻辑方程；
（2）在表征一个运行参数的许多工艺参数中，选择适当数量的工艺参数来计算运行参数；
（3）将工艺参数通过适当的逻辑组合为运行参数，再将各运行参数组合为工况计算逻辑方程；
（4）为操纵员人为介入运行工况的数字化结果提供方式，使操纵员可以根据当前机组状态和运行经验人为改变系统运行工况的计算结果；
（5）设计人机接口功能；
（6）对于机组运行工况的计算结果，应用于数字化报警抑制中的工况抑制功能。
进一步，如上所述的用于核电厂数字化报警抑制运行工况计算的分析方法，步骤（1）中对于机组标准运行工况，选取的运行参数包括：一回路水装量、一回路压力、一回路温度、核功率；对于异常工况和事故工况，需要根据该工况的定义选取，可以为保护系统逻辑量或设备状态。
进一步，如上所述的用于核电厂数字化报警抑制运行工况计算的分析方法，步骤（3）中，对于每个运行工况，将选择的工艺参数通过“与”、“或”以及取平均值、最大值的方法组合而成运行参数，再将运行参数通过“与”、“或”、“非”逻辑组合成方程式，并且将这些逻辑方程式转化为逻辑图，同时附上逻辑参数表。
进一步，如上所述的用于核电厂数字化报警抑制运行工况计算的分析方法，步骤（4）中为操纵员设计对运行工况计算结果的确认功能，以及操纵员手动选取工况的功能。
进一步，如上所述的用于核电厂数字化报警抑制运行工况计算的分析方法，步骤（5）中所述的人机接口功能包括主功能界面、辅助画面、音响提示；其中，主功能界面包括：所有电厂运行工况的所有运行参数及其限值，需要操纵员输入的运行参数，操纵员确认计算工况与选择新工况的方式；辅助画面包括：每个运行工况计算的逻辑图、逻辑方程、以及工艺参数的实时显示。
本发明的有益效果如下：本发明全面考虑了核电厂运行技术规范对于运行工况的要求、核电厂工艺参数要求、仪控系统特点以及同类型核电厂运行经验反馈，设计了运行工况的计算方法和运行工况数字化实施方法。本发明可以用于进行核电厂数字化报警抑制运行工况的数字化，其效果为系统实时计算运行工况，辅助操纵员日常运行工作，为实现数字化报警抑制功能提供必要的前提条件。同时，本发明实现了运行工况的数字化，可以帮助操纵员判断运行工况，提供便于运行的辅助功能。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为具体实施方式中将逻辑方程式转化成的逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供的一种用于核电厂数字化报警抑制运行工况计算的分析方法，包括如下步骤：
（1）选择代表性的运行参数：
对于机组标准运行工况，在核电厂运行技术规范中规定由一回路水装量等6个运行参数确定。为了简化计算方程，根据运行工况，选取其中的若干运行参数就可以将标准工况清晰的区分开来。这就存在一个到底选取哪些运行参数的问题。在本方法中，我们选取了计算更为方便准确且具有工况代表性的4个参数：一回路水装量、一回路压力、一回路温度、核功率；同时还引入了RRA连接状态、稳压器汽液相状态等辅助参数来辅助计算。
对于异常工况和事故工况，可以根据该工况具体要求，选择具有典型代表性的信号来计算，多为保护系统逻辑量或设备状态。如对于安注工况则选取安注信号等。
（2）根据运行参数，选择适当的工艺参数：
在核电厂的设计中，对于每个运行参数，可能对应多个实际的工艺参数（仪表）。这些工艺参数虽然都可以表征相关的运行参数，但它们的使用条件可能各不相同。这样就需要针对每个运行参数、每个相关的工艺参数，根据运行要求和工艺要求，结合运行经验的反馈，进行细致的分析，选择一个参数或几个参数进行简单运算，最终用来表征一个运行参数。
例如：一回路温度选择每个环路冷热段温度，而不选取测温旁路的温度和堆芯温度，同时还要考虑主泵没有运行的环路，其平均温度不具有代表性；一回路压力采用环路上压力，而不是稳压器压力；等。
对于一些辅助参数，通过仪控系统无法准确的探测到，如一回路开口大小、燃料位置（在堆芯还是乏池）。考虑到这些情况完全由仪控系统判断是不现实的，这里采用操纵员人为输入方式来辅助仪控系统进行计算。
可以将工艺参数通过“与”、“或”以及取平均值、最大值等的方法组合而成运行参数。例如：通过多个保护通道对一个物理量进行采集，则计算运行参数是计算其平均值、极值、次极值等。
（3）根据选择的运行参数，设计运行工况逻辑计算方程：
对于每个运行工况，在第（1）步已经选择了运行参数，将运行参数通过“与”、“或”、“非”等逻辑组合成方程式。进而，将这些逻辑方程式转化为逻辑图，同时附上逻辑参数表，这样就具备了将运行工况数字化逻辑方程导入仪控系统的条件。
以福清核电厂1号机组设计为例：反应堆低功率运行工况（反应堆功率在2%-10%）逻辑方程式：
Mode = P 6 · ( RPN 001 VE ≥ 2 % ) · P 10 ‾ · RT ‾ · TT ‾ · HL ‾
逻辑参数表：
综合参数 类型 描述
KOO102KS 逻辑量 反应堆低功率运行（2%<Pn<10%）
RPN001VE 数字量 取自RPN功率量程4个通道的平均值
KOO117KS 逻辑量 反应堆紧急停堆工况
KOO118KS 逻辑量 反应堆停机不停堆工况
KOO119KS 逻辑量 机组带厂用电负荷运行工况
逻辑图如图2所示。
（4）为操纵员人为介入运行工况的数字化结果提供方式：
对于仪控系统计算出的每一个运行工况，考虑到无论仪表故障和仪控系统的故障都是有可能发生的，应该为操纵员提供一种方式，用来质疑仪控系统的计算错误，并且输入操纵员认为正确的运行工况。
因此，在仪控系统中设计了操纵员对计算工况的确认功能，以及操纵员手动选取工况的功能。
（5）设计人机接口功能：
设计一种友好的人机接口功能，包括主功能界面、辅助画面、音响提示等。
在主功能界面上，包括了：所有电厂运行工况的所有运行参数及其限值；需要操纵员输入的运行参数（如选择开关等）；操纵员确认计算工况与选择新工况的方式（如按钮等）。并且通过主功能界面可以进入辅助画面。
对于每个运行工况，设计了一幅辅助画面，辅助画面上包括了该工况计算的逻辑图、逻辑方程、以及工艺参数的实时显示。这是为了帮助操纵员判断当前计算工况的正确性，同时也可帮助操纵员确定当前的正确工况。
在计算工况发生变化过程中，可以通过主控室扬声器播放预定的音响效果来提醒操纵员机组状态的变化，提醒操纵员确认计算工况，提醒操纵员机组进入了异常或事故工况。
（6）对于机组运行工况的计算结果，应用于数字化报警抑制中的工况抑制功能。
应用工况进行报警抑制时，对于每一个数字化报警，都有一个逻辑方程式用于抑制此报警。逻辑方程中的参数为一个或多个运行工况；在某个工况下，如“反应堆低功率运行”工况，逻辑方程的结果为“真”（即逻辑“1”），则相应数字化报警在此工况将被抑制。具体表现形式为：该数字化报警不出现在“当前报警列表”中，但会存在于“被抑制的报警列表”中。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种用于核电厂数字化报警抑制运行工况计算的分析方法，包括如下步骤：
(1)在所有规定的运行参数中，选取运行参数，用于工况计算逻辑方程；对于机组标准运行工况，选取的运行参数包括：一回路水装量、一回路压力、一回路温度、核功率；对于异常工况和事故工况，需要根据该工况的定义选取，包括保护系统逻辑量或设备状态；
(2)在表征一个运行参数的许多工艺参数中，选择一个或几个工艺参数进行简单运算，来表征运行参数；
(3)将工艺参数通过逻辑组合为运行参数，再将各运行参数组合为工况计算逻辑方程；对于每个运行工况，将选择的工艺参数通过“与”、“或”以及取平均值、最大值的方法组合而成运行参数，再将运行参数通过“与”、“或”、“非”逻辑组合成方程式，并且将这些逻辑方程式转化为逻辑图，同时附上逻辑参数表；
(4)为操纵员人为介入运行工况的数字化结果提供方式，使操纵员可以根据当前机组状态和运行经验人为改变系统运行工况的计算结果；
(5)设计人机接口功能；
(6)对于机组运行工况的计算结果，应用于数字化报警抑制中的工况抑制功能。
2.如权利要求1所述的用于核电厂数字化报警抑制运行工况计算的分析方法，其特征在于：步骤(4)中为操纵员设计对运行工况计算结果的确认功能，以及操纵员手动选取工况的功能。
3.如权利要求1所述的用于核电厂数字化报警抑制运行工况计算的分析方法，其特征在于：步骤(5)中所述的人机接口功能包括主功能界面、辅助画面、音响提示；其中，主功能界面包括：所有电厂运行工况的所有运行参数及其限值，需要操纵员输入的运行参数，操纵员确认计算工况与选择新工况的方式；辅助画面包括：每个运行工况计算的逻辑图、逻辑方程、以及工艺参数的实时显示。
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