CN104181420B - 核电站atws系统的响应时间测试方法和系统 - Google Patents

核电站atws系统的响应时间测试方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核电站ATWS系统的响应时间测试方法，该方法包括：可编程信号发生器根据接收的测试指令，按照预先设置的信号参数和测试工况发出测试信号；将所述测试信号输入核电站ATWS系统；核电站ATWS系统根据所述测试信号输出响应信号；上位机根据所述测试信号的数据信息和所述响应信号的数据信息，计算得到核电站ATWS系统的响应时间，可实现未能停堆预计瞬态系统响应时间的准确测量。此外，本发明还公开了一种核电站ATWS系统的响应时间测试系统。

Description

核电站ATWS系统的响应时间测试方法和系统
技术领域
本发明属于核电技术领域，具体涉及一种核电站ATWS系统的响应时间测试方法和系统。
背景技术
未能停堆预计瞬态(Anticipated Transients without Scram,ATWS)是指没有紧急停堆或机组跳闸的预期瞬态，称为未紧急停堆的预期瞬态。一般的，失去主给水、汽轮机停机、失去交流电源、失去凝汽器真空、控制棒意外抽出均可能导致ATWS事故。ATWS事故在核电站的事故中发生的概率较低。但由于ATWS事故危害大、后果严重，目前国内外核电站均设计有未能停堆预计瞬态系统ATWS。该系统设计用来实现超设计基准的未能紧急停堆的预计瞬态功能。为了应对数字安全保护系统的共模故障，ATWS系统往往设计采用不同于数字安全保护系统的多样化的技术，例如模拟量技术。ATWS系统设计采集三路蒸汽发生器的流量、中间量程RPN中子通量等信号。在反应堆状态正常的情况下，未能停堆预计瞬态系统并不会参与正常的反应堆控制。当反应堆状态异常，而数字安全保护系统未能正常实现跳堆功能的时候，未能停堆预计瞬态系统根据输入信号判断反应堆状态偏离，输出跳堆、跳机指令，执行设备驱动信号，保护反应堆安全。
然而，核电站ATWS事故发生后，需要第一时间查明事故原因，并尽快做出相应的应急安全措施，避免或减少事故造成危害后果。因此，未能停堆预计瞬态系统从信号输入，到动作信号输出的响应时间是否满足设计需求是衡量未能停堆预计瞬态系统设计是否成功的重要性能指标。
目前，针对模拟量未能停堆预计瞬态系统设计的响应时间计算和测试，国内外均处于空白状态。如何准确、便捷的获得并分析未能停堆预计瞬态系统的响应时间数据，为未能停堆预计瞬态系统的性能验证、分析提供了便利，填补核电领域技术空白，是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于：在核电站未能停堆预计瞬态处理中，提供一种实现未能停堆预计瞬态系统响应时间的准确测量技术。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站ATWS系统的响应时间测试方法，所述方法包括：
可编程信号发生器根据接收的测试指令，按照预先设置的信号参数和测试工况发出测试信号；
将所述测试信号输入核电站ATWS系统；
核电站ATWS系统根据所述测试信号输出响应信号；
上位机根据所述测试信号的数据信息和所述响应信号的数据信息，计算得到核电站ATWS系统的响应时间。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试方法的一种改进，所述方法还包括：
波形记录仪记录核电站ATWS系统测试信号的数据信息和响应信号的数据信息。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试方法的一种改进，所述方法还包括：
波形记录仪将记录的核电站ATWS系统测试信号的数据信息和响应信号的数据信息发送给上位机。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试方法的一种改进，所述方法还包括：
操作信号发生器通过上位机的测试操作界面发出测试指令。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试方法的一种改进，所述方法还包括：
上位机对ATWS系统响应时间测试的参数进行设置。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试方法的一种改进，所述参数至少包括输入测试信号数量、输入测试信号名称、输入测试信号波形参数、输出信号名称、输出信号波形参数中的一项。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试方法的一种改进，所述方法还包括：
确定ATWS系统测试信号输入和响应信号输出的位置。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试方法的一种改进，所述方法还包括：
将ATWS系统输入信号主路径上的模拟量滤波卡件替换为信号旁通卡件。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试方法的一种改进，所述ATWS系统根据所述测试信号输出数据信息之前，还包括：
确定测试信号的阶跃设置超过设定的阈值。
为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种核电站ATWS系统的响应时间测试系统，系统包括：
可编程信号发生器,用于根据接收的测试指令，按照预先设置的信号参数和测试工况发出测试信号；
核电站ATWS系统，用于接收所述测试信号，并根据所述测试信号输出响应信号；
上位机，用于根据所述测试信号的数据信息和所述响应信号的数据信息，计算得到所述核电站ATWS系统的响应时间。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试系统的一种改进，所述系统还包括：
波形记录仪，用于记录核电站ATWS系统测试信号的数据信息和响应信号的数据信息。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试系统的一种改进，所述波形记录仪还用于：
将记录的核电站ATWS系统测试信号的数据信息和响应信号的数据信息发送给所述上位机。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试系统的一种改进，所述系统还包括：
操作信号发生器，用于通过上位机的测试操作界面发出测试指令。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试系统的一种改进，所述上位机还用于：
对ATWS系统响应时间测试的参数进行设置。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试系统的一种改进，所述ATWS系统还用于：
确定测试信号输入和响应信号输出的位置。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试系统的一种改进，所述系统中的ATWS系统输入信号主路径上的模拟量滤波卡件替换为信号旁通卡件。
作为本发明核电站ATWS系统的响应时间测试系统的一种改进，所述ATWS系统还用于：
确定测试信号的阶跃设置超过设定的阈值。
与现有技术相比，本发明核电站ATWS系统的响应时间测试方法和系统具有以下有益技术效果：通过根据测试信号的数据信息和响应信号的数据信息，计算得到核电站ATWS系统的响应时间，实现对未能停堆预计瞬态系统的响应时间的准确测量，为未能停堆预计瞬态系统的性能评价及测试验收提供了重要的依据。同时，解决了信号滤波卡件对未能停堆预计瞬态系统响应时间准确性的影响。实现可以针对工况的变化，灵活的对测试输入信号数量、输入信号参数、输出信号参数进行设置。此外，由于对核电系统改动较小，大大便利了相关测试工作的开展，缩短了测试时间，减轻了测试人员的工作量。本发明实现方法简单易行，取得很好的技术效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站ATWS系统的响应时间测试方法和系统进行详细说明，其中：
图1提供了一种核电站ATWS系统的响应时间测试方法的一个实例流程图。
图2提供了一种核电站ATWS系统的响应时间测试系统的一个实例示意图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当强调的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明的使用场合。
请结合参看图1，图1提供了一种核电站ATWS系统的响应时间测试方法。
步骤101，可编程信号发生器根据接收的测试指令，按照预先设置的信号参数和测试工况发出测试信号。
具体的，操作信号发生器发出测试指令。该测试指令通过上位机的测试操作界面触发。即操作信号发生器通过上位机的测试操作界面发出测试指令。
可编程信号发生器接收到测试指令后，按照预先设置的信号参数和测试工况，发出测试信号，即模拟量信号。
在此之前，将ATWS系统输入信号主路径上的模拟量滤波卡件替换为信号旁通卡件。具体的，拔出滤波卡件，插入测试用旁通卡件。核电站ATWS系统使用滤波卡件对系统输入的模拟量信号进行滤波，避免由于输入信号引入的干扰，影响系统的正常功能，导致未能停堆预计瞬态功能的误触发。由于在未能停堆预计瞬态系统的正常运行状态下，核电站机组的状态是一个连续缓慢的变化过程，因此未能停堆预计瞬态系统所使用模拟量滤波卡件的时间参数均设计较大(大于1s)，对未能停堆预计瞬态系统响应时间测试造成很大的影响，特别是当测试的模拟量输入信号为阶跃信号的情况下。因此在未能停堆预计瞬态系统断电的情况下，将未能停堆预计瞬态系统输入信号主路径上的模拟量滤波卡件拔出，并替换为针对系统设计的信号旁通卡件。信号旁通卡件依据未能停堆预计瞬态系统的模拟量滤波卡件设计，具有与模拟量滤波卡件相同的尺寸及卡槽设计。可以保证响应时间测试的可靠、稳定。进一步的，在旁通卡件替换滤波卡件后，通过卡件上的跳线设置，卡件的输入信号直接转出。旁通卡件上设置有拨码开关，使其具备一定的灵活性。
优选的，将信号分配及隔离损耗的时间纳入，能够更准确的代表未能停堆预计瞬态系统的事故工况下触发的真实响应时间。
进一步的，上位机对ATWS系统响应时间测试的参数进行设置。所述参数至少包括输入测试信号数量、输入测试信号名称、输入测试信号波形参数、输出信号名称、输出信号波形参数中的一项。
步骤103，将所述测试信号输入核电站ATWS系统。
ATWS系统接收到输入信号，由于输入信号的阶跃设置，超过阈值，触发未能停堆预计瞬态系统的输出。
步骤105，核电站ATWS系统根据所述测试信号输出响应信号。
波形记录仪记录核电站ATWS系统测试信号的数据信息和响应信号的数据信息。具体的，测试信号触发ATWS系统输出响应信号后，通过波形记录仪同时记录ATWS系统的输入输出信号。
步骤107，上位机根据所述测试信号的数据信息和所述响应信号的数据信息，计算得到核电站ATWS系统的响应时间。
确定ATWS系统测试信号输入和响应信号输出的位置。
具体的，上位机通过与波形记录仪间的通讯连接，获得测试信号的数据信息和响应信号的数据信息，根据测试信号输入到ATWS系统，至ATWS系统输出响应信号的时间差，计算并得到响应时间数据。对测试得到的不同工况下的响应时间测试数据进行分析，可以得到不同工况对响应时间测试数据的变化。
本发明实施例通过根据测试信号的数据信息和响应信号的数据信息，计算得到核电站ATWS系统的响应时间，实现对未能停堆预计瞬态系统的响应时间的准确测量，为未能停堆预计瞬态系统的性能评价及测试验收提供了重要的依据。同时，解决了信号滤波卡件对未能停堆预计瞬态系统响应时间准确性的影响。
请结合参看图2，图2提供了一种核电站ATWS系统的响应时间测试系统的一个实施例的示意图。包括：可编程信号发生器201、核电站ATWS系统203以及上位机205。其中，
可编程信号发生器201,用于根据接收的测试指令，按照预先设置的信号参数和测试工况发出测试信号。
可选的，核电站ATWS系统的响应时间测试系统还包括操作信号发生器，用于通过上位机205的测试操作界面发出测试指令。
具体的，操作信号发生器发出测试指令。该测试指令通过上位机205的测试操作界面触发。即操作信号发生器通过上位机205的测试操作界面发出测试指令。
进一步的，核电站ATWS系统的响应时间测试系统还包括波形记录仪，用于记录核电站ATWS系统测试信号的数据信息和响应信号的数据信息。
具体的，可编程信号发生器接收到测试指令后，按照预先设置的信号参数和测试工况，发出测试信号，即模拟量信号。
核电站ATWS系统203，用于接收所述测试信号，并根据所述测试信号输出响应信号。
核电站ATWS系统203还用于确定测试信号输入和响应信号输出的位置。
进一步的，ATWS系统203输入信号主路径上的模拟量滤波卡件替换为信号旁通卡件。具体的，拔出滤波卡件，插入测试用旁通卡件。核电站ATWS系统203使用滤波卡件对系统输入的模拟量信号进行滤波，避免由于输入信号引入的干扰，影响系统的正常功能，导致未能停堆预计瞬态功能的误触发。由于在ATWS系统203的正常运行状态下，核电站机组的状态是一个连续缓慢的变化过程，因此未能停堆预计瞬态系统所使用模拟量滤波卡件的时间参数均设计较大(大于1s)，对未能停堆预计瞬态系统响应时间测试造成很大的影响，特别是当测试的模拟量输入信号为阶跃信号的情况下。因此在ATWS系统203断电的情况下，将ATWS系统203输入信号主路径上的模拟量滤波卡件拔出，并替换为针对系统设计的信号旁通卡件。信号旁通卡件依据ATWS系统203的模拟量滤波卡件设计，具有与模拟量滤波卡件相同的尺寸及卡槽设计。
核电站ATWS系统203还用于确定测试信号的阶跃设置超过设定的阈值，输出响应信号。
上位机205，用于根据所述测试信号的数据信息和所述响应信号的数据信息，计算得到所述核电站ATWS系统的响应时间。
进一步的，上位机205对ATWS系统响应时间测试的参数进行设置。所述参数至少包括输入测试信号数量、输入测试信号名称、输入测试信号波形参数、输出信号名称、输出信号波形参数中的一项。
具体的，上位机205通过与波形记录仪间的通讯连接，获得测试信号的数据信息和响应信号的数据信息，根据测试信号输入到ATWS系统203，至ATWS系统203输出响应信号的时间差，计算并得到响应时间数据。对测试得到的不同工况下的响应时间测试数据进行分析，可以得到不同工况对响应时间测试数据的变化。
本发明实施例通过根据测试信号的数据信息和响应信号的数据信息，计算得到核电站ATWS系统的响应时间，实现对未能停堆预计瞬态系统的响应时间的准确测量，可以准确的得到未能停堆预计瞬态系统的响应时间数据，为模拟量未能停堆预计瞬态系统的性能评价及测试验收提供了重要的依据。并且，本发明的测试系统的使用大大便利了相关测试工作的开展，减轻了测试人员的工作量。同时，由于该系统强大的配置功能，使其能够适应不同系统的响应时间测试，具有一定的通用能力。
系统的实施方法和流程可以参见前述实施例中介绍的方法实施例，此处不再赘述。
结合以上对本发明的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明至少具有以下有益技术效果：通过根据测试信号的数据信息和响应信号的数据信息，计算得到核电站ATWS系统的响应时间，实现对未能停堆预计瞬态系统的响应时间的准确测量，为未能停堆预计瞬态系统的性能评价及测试验收提供了重要的依据。同时，解决了信号滤波卡件对未能停堆预计瞬态系统响应时间准确性的影响。实现可以针对工况的变化，灵活的对测试输入信号数量、输入信号参数、输出信号参数进行设置。此外，由于对核电系统改动较小，大大便利了相关测试工作的开展，缩短了测试时间，减轻了测试人员的工作量。本发明实现方法简单易行，取得很好的技术效果。
根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (15)

1.一种核电站ATWS系统的响应时间测试方法，其特征在于，所述方法包括：
将ATWS系统输入信号主路径上的模拟量滤波卡件替换为信号旁通卡件；可编程信号发生器根据接收的测试指令，按照预先设置的信号参数和测试工况发出测试信号；
将所述测试信号输入核电站ATWS系统；
核电站ATWS系统根据所述测试信号输出响应信号；
上位机根据所述测试信号的数据信息和所述响应信号的数据信息，计算得到核电站ATWS系统的响应时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
波形记录仪记录核电站ATWS系统测试信号的数据信息和响应信号的数据信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
波形记录仪将记录的核电站ATWS系统测试信号的数据信息和响应信号的数据信息发送给上位机。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
操作信号发生器通过上位机的测试操作界面发出测试指令。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
上位机对ATWS系统响应时间测试的参数进行设置。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述参数至少包括输入测试信号数量、输入测试信号名称、输入测试信号波形参数、输出信号名称、输出信号波形参数中的一项。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定ATWS系统测试信号输入和响应信号输出的位置。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ATWS系统根据所述测试信号输出响应信号之前，还包括：
确定所述测试信号的阶跃设置超过设定的阈值。
9.一种核电站ATWS系统的响应时间测试系统，其特征在于，所述系统包括：
可编程信号发生器,用于根据接收的测试指令，按照预先设置的信号参数和测试工况发出测试信号；
核电站ATWS系统，用于接收所述测试信号，并根据所述测试信号输出响应信号；所述系统中的ATWS系统输入信号主路径上的模拟量滤波卡件替换为信号旁通卡件；
上位机，用于根据所述测试信号的数据信息和所述响应信号的数据信息，计算得到所述核电站ATWS系统的响应时间。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
波形记录仪，用于记录核电站ATWS系统测试信号的数据信息和响应信号的数据信息。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述波形记录仪还用于：
将记录的核电站ATWS系统测试信号的数据信息和响应信号的数据信息发送给所述上位机。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
操作信号发生器，用于通过上位机的测试操作界面发出测试指令。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述上位机还用于：
对ATWS系统响应时间测试的参数进行设置。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述ATWS系统还用于：
确定测试信号输入和响应信号输出的位置。
15.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述ATWS系统还用于：
确定测试信号的阶跃设置超过设定的阈值。
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