CN104809855A - 核电厂数字化报警规程的验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种核电厂数字化报警规程的验证方法，包括以下步骤：首先，进行初始条件的设置，即设置待验证报警的初始工况；然后，选取报警触发方法，触发报警；其次，执行初始检查，即在初始有效工况下通过引入故障触发报警后，操作员从报警窗口检查报警信息；再次，在报警过程中，如果存在优化逻辑信号的报警，首先触发优化逻辑信号；最后，报警验证完成。本发明的验证方法，用于对报警规程的正确性、合理性、报警规程数字化设计的正确性、合理性进行验证以及对报警窗口显示信息与报警卡信息的一致性进行验证，能够确保报警规程编写和数字化报警规程设计的正确性、合理性，从而满足核电厂安全运行的要求。

Description

核电厂数字化报警规程的验证方法

技术领域

本发明属于核电厂主控室控制技术，具体涉及一种核电厂数字化报警规程的验证方法。

背景技术

随着计算机技术的进步和发展，新建核电厂大多使用DCS系统。为了充分利用计算机处理信息的优势，使主控室操纵员灵活地处理电站出现的各种故障，数字化报警功能也被整合到DCS系统中。近年来我国自主设计建造的核电机组也开始采用数字化报警规程以提高机组的安全性、可靠性和经济性。为了确保数字化规程设计的正确性，报警规程的数字化验证工作成为不可或缺的工作。然而由于数字化报警规程的创新性，其设计和验证的工作方法正处于积累经验阶段。

基于在建电厂数字化报警规程验证工作的经验积累，提出了数字化报警规程的验证方法、验证流程及经验总结，对于后续项目的数字化报警规程验证具有很好的指导和参考意义。

目前，报警规程验证相关工程经验较为缺乏，报警规程验证的内容、验证的方法、验证的实施是本发明需要说明、解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种核电厂数字化报警规程的验证方法，能够对报警规程内容、报警规程数字化设计的正确性、合理性以及报警窗口显示信息与报警卡信息的一致性进行验证，能够确保报警规程编写和数字化报警规程设计的正确性、合理性，从而满足核电厂安全运行的要求。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种核电厂数字化报警规程的验证方法，包括以下步骤：

1)初始条件的设置，即设置待验证报警的初始工况；

2)选取报警触发方法，触发报警；

3)执行初始检查，即在初始有效工况下通过引入故障触发报警后，操作员从报警窗口检查报警信息；

4)在报警过程中，如果存在优化逻辑信号，触发优化逻辑信号；

5)对优化逻辑信号合理性检查；

6)报警验证完成。

进一步，在上述步骤1)之前，先确认验证清单，选取验证所用的模拟机，选取待验证的报警。

进一步，在确认验证清单之前，需要对报警规程数字化初步设计。

进一步，在步骤2)中，报警触发不能违背系统的运行规律，应尽可能复现真实情况下的故障而触发报警。

进一步，在步骤3)中，所述操作员从报警窗口检查报警信息，是指从报警窗口调出报警卡，检查卡上动态链接，包括链接到正确的画面、规程，以及画面、规程提供了合理的控制设备及监视信息；检查通过规程中的操作指示对报警进行了有效的处理，在已排除故障的情况下检查报警的消失。

进一步，在步骤4)中，所述优化逻辑信号通过如下方法产生：

I)优化逻辑信号产生同样应尽可能模拟真实情况；

II)如果有工况优化逻辑信号的报警，可由操作员通过验证规程对机组进行升降工况操作，通过将机组带入不同工况的方式产生工况优化逻辑信号。

进一步，在上述步骤5)中，对优化逻辑信号进行合理性检查，即根据机组当前运行工况，将与机组运行、安全无关的报警过滤掉，或在低优先级、高优先级报警同时出现时过滤掉低优先级报警。

再进一步，所述优化逻辑信号合理性检查的准则是：

i)操纵员在按照报警规程操作指示进行操作，当优化逻辑信号被激活，使得当前正在处理的报警被过滤掉时，应有信息提示操纵员此报警为非优先级报警，可以稍后处理。

ii)如一个报警A被更高优先级报警B过滤掉，通过适用工况、报警原因、报警操作、故障后果的检查，确认报警优化逻辑信号的合理性。

本发明的有益技术效果在于：

(1)由于核电厂报警系统、报警点繁多，按照上述规程验证报警，可以避免混乱的设计过程，实现有序地进行报警规程数字化设计、验证；

(2)由于报警数目庞大，按照上述报警清单选择准则能有效地降低工作负荷，提高验证效率；

(3)通过选定初始条件、模拟真实环境下报警及其优化逻辑信号的触发，能再现电厂实际运行环境，强化验证的效果；

(4)通过初始检查以及优化逻辑信号合理性检查，完整地验证了报警规程设计、报警优化逻辑信号，确保上述设计的正确性、合理性；

(5)通过验证总结，能发现报警规程内容、数字化设计等存在的共性问题，进而能延伸至其他报警进行统一修改，由于验证中抽取的验证报警点足够多，验证的报警点占总报警数20％以上，因此可以认为验证中发现的通用性问题清单是完整的。

附图说明

图1是本发明核电厂数字化报警规程验证的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

一、验证的内容

数字化报警规程的验证包含报警规程内容正确性验证和报警规程数字化设计正确性验证和其他验证，具体包括：

1、报警规程内容正确性验证：由于报警规程包含的系统众多，报警规程编制时间和编制人经验水平参差不齐等原因，会出现报警规程内容仍然沿用传统盘台的设计，或内容描述如房间号等和电厂最新的设计不符等问题，同时报警触发后通过操纵员的干预能否对报警进行有效的处理都在动态验证过程进行验证。

2、报警规程数字化设计正确性验证：报警规程数字化设计内容包括报警优化逻辑信号、动态链接(系统规程链接、系统画面链接等)、报警分区。

3、其他：KIC(电站计算机信息和控制系统)报警通过OWP上报警窗口显示，显示的信息包括报警位号、报警名称、报警颜色、报警分区、报警阈值、报警状态(高、低阈值报警等)、报警是否有优化逻辑信号，验证中检查上述信息与报警卡信息的一致性。

如图1所示，是本发明提供的核电厂数字化报警规程的验证方法。

二、报警规程验证的方法如下：

1、初始条件配置，即设置待验证报警的初始状况：电厂在运行中包含不同工况，对单个系统来说，其有效运行工况可能包含数个，在报警规程验证中，报警触发前，需要确定初始工况。为此在验证前，需清理、统计各系统的有效工况，并在模拟机中配置上述工况以便报警触发前随时调用，提高验证速度。同时为了对工况优化逻辑信号进行验证，如在余热排出系统RRA连接双相中间停堆工况下，某系统有运行要求，在余热排出系统RRA隔离双相中间停堆工况下无运行要求，此时需要配置特殊的RRA连接双相中间停堆工况和特殊的RRA隔离双相中间停堆工况，以实现不同工况间迅速转换，快速验证此系统的工况抑制信号。

2、报警触发：报警的触发不能违背系统的运行规律，应尽可能复现真实情况下的故障进而触发报警，为此应通过如下手段尽可能真实地模拟故障：

a)手动开启、关闭隔离阀；

b)手动调整调节阀的开度；

c)停运、启动泵；

d)引入管道破口；

e)调整采样仪表测量值；

f)通过调节支路系统流量等触发主回路系统故障报警；

g)引入断路器内部故障；

h)对电气设备引入过载负荷；

i)引入接地信号。

3、初始检查：在初始有效工况下通过引入故障触发报警后，操纵员从OWP上报警窗口检查报警信息；从报警窗调出报警卡，检查报警卡上动态链接，包括链接到正确的画面、规程，以及画面、规程提供了正确、合理的控制设备及监视信息；检查通过规程中的操作指示对报警进行了有效的处理，在已排除故障的情况下检查报警的消失。

4、报警优化逻辑信号的产生：对有优化逻辑信号的报警，其优化逻辑信号通过如下方法产生：

I)信号的产生同样应尽可能模拟真实情况，产生方法参考报警验证规程方法2；

II)有工况优化逻辑信号的报警，可由操作员通过规程对机组进行升降工况操作，通过将机组带入其他工况的方式产生工况优化逻辑信号。

5、报警优化逻辑信号合理性检查：设计优化逻辑信号的目的是根据机组当前运行工况，将与机组运行、安全无关的报警过滤掉，或在低优先级、高优先级报警同时出现时过滤掉低优先级报警，在大量报警同时出现时能降低操纵员工作负荷。为此验证时按照下述准则进行合理性检查：

i)操纵员在按照报警规程操作指示进行操作，当优化逻辑信号被激活，使得当前正在处理的报警被过滤掉时，应有信息提示操纵员此报警为非优先级报警，可以稍后处理。

ii)如一个报警A被更高优先级报警B过滤掉，通过适用工况、报警原因、报警操作、故障后果的检查，确认报警优化逻辑信号的合理性，如确认报警B的相关操作可以包络报警A的原因、后果等。

三、报警验证的实施

根据报警规程的验证情况，实施时遵循如下要求：

1、验证用模拟机的准备：根据验证活动需求，要求验证时：

a1、模拟机中系统画面、相应规程可用，即可以从报警规程中调用并显示动态系统画面，同时报警规程中需要调用的故障或系统规程等也要求可用；

b1、工况逻辑计算方程及界面可用，这是验证工况优化逻辑信号的必备条件；

c1、模拟机可以执行动态操作，能在各个运行模式下运行，根据规程可以升、降工况；

d1、验证清单中的报警已经全部、正确地导入模拟机。

2、验证清单的选择：由于核电厂每台机组包含数千个报警，因此在验证时不可能全部进行验证，需要选取典型报警进行验证。报警选取的原则如下：

a2、每本报警规程至少选取一个报警进行验证；

b2、对各类有优化逻辑信号的报警应选取有代表性的报警进行验证；

c2、参与验证的各方人员应在验证前确认验证清单，如业主可能会根据运行经验要求补充重要报警进行验证等；

d2、在验证日程中，优先对验证清单中的报警进行验证，如验证进度超前，应对尽可能多的报警进行验证。

3、验证总结：报警验证根据验证过程中出现的问题，总结出通用问题及个例问题，通用问题适用于所有报警，需要重新审查所有系统中是否存在类似问题并提交各责任方落实修改，目前发现的通用问题且需要后续工程借鉴的有：

a3、由于报警窗口大小的限值，报警描述不能过长，否则会导致报警名称在报警窗口显示不全，从而误导操纵员，因此需要限制报警名称长度，目前要求不超过32个字符。

b3、由于报警窗口大小的限值，高、高-高、高-高-高、低、低低、低-低-低等报警状态在窗口中无法全部显示，报警规程中应统一简化成L1-L3、H1-H3的形式。

c3、模拟机在导入报警卡的过程中，经常出现导入后显示的字体格式不正确、文字串行、画面链接与操作内容不对齐、机组升、降工况中部分操控设备异常、报警无法正常触发等，因此模拟机的质量会很大程度上影响报警规程验证进度与质量，在验证前应对模拟机进行验收工作。验收的内容包括模拟机的动态响应(升、降工况)、报警导入情况抽查等。

通过验证总结，能发现报警规程内容、数字化设计等存在的共性问题，进而能延伸至其他报警进行统一修改，由于验证中抽取的验证报警点足够多，验证的报警点占总报警数20％以上，因此可以认为验证中发现的通用性问题清单是完整的。

本发明由于采用了数字化仪控DCS技术，核电站报警信号在主控室采用两种方案显示：①数字化报警，在操纵员工作站上OWP的屏幕中显示；②光字牌报警，后备盘BUP报警灯显示。

OWP屏幕显示的数字化报警与BUP报警灯不同，主要有以下特点：①数字化报警，报警数量规模没有较大限制；②报警系统软件可以实现分类、报警优化等管理；③报警规程可以设计链接，直接导航至相关画面进行操作响应。基于以上特点，数字化报警规程的验证主要针对OWP的报警进行。

本发明的核电机组是反应堆及其配套的汽轮发电机组以及维持它们正常运行和安全所需的系统和设施组成的基本发电单元。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施过程，对本发明进行简要说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

1、对验证平台的要求

验证平台需要预先导入待验证的报警，以及需要用到的系统画面链接等。

2、建立测试初始假设条件

机组初始状态取决于系统投入运行的状态及工况优化逻辑信号。

3、测试程序

本例只给出RCV417KA1的验证过程，旨在解释本说明。

RCV417KA1是上充管线流量低报警，有效工况为RP，NS/SG，NS/RRA，MCS，RCS(换料冷停堆)，RCD(反应堆完全卸料)，TT，RT，SI，HOUSE LOADING，选取换料冷停堆工况作为初始工况。优化逻辑信号是：RCV048VPCLOSED&RCV050VP CLOSED&RCD。

注：各符号含义如下：

RP:反应堆功率运行

NS/SG：蒸汽发生器冷却正常停堆

NS/RRA：RRA冷却正常停堆

MCS：维修停堆

TT：汽机但不停堆

RT：反应堆紧急停堆

SI：安注

HOUSE LOADING：带厂用电运行

RCV048VP CLOSED&RCV050VP CLOSED&RCD：(RCV048VP关闭)&(RCV050VP关闭)&(RCD工况)

验证过程如下：

本发明的核电厂数字化报警规程的验证方法并不限于上述具体实施方式，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (8)

1.一种核电厂数字化报警规程的验证方法，包括以下步骤：

1)初始条件的设置，即设置待验证报警的初始工况；

2)选取报警触发方法，触发报警；

3)执行初始检查，即在初始有效工况下通过引入故障触发报警后，操作员从报警窗口检查报警信息；

4)在报警过程中，如果存在优化逻辑信号，触发优化逻辑信号；

5)对优化逻辑信号合理性检查；

6)报警验证完成。

2.如权利要求1所述的核电厂数字化报警规程的验证方法，其特征是：在上述步骤1)之前，先确认验证清单，选取验证所用的模拟机，选取待验证的报警。

3.如权利要求2所述的核电厂数字化报警规程的验证方法，其特征是：在确认验证清单之前，需要对报警规程数字化初步设计。

4.如权利要求1-3任一项所述的核电厂数字化报警规程的验证方法，其特征是：在步骤2)中，报警触发不能违背系统的运行规律，应尽可能复现真实情况下的故障而触发报警。

5.如权利要求1所述的核电厂数字化报警规程的验证方法，其特征是：在步骤3)中，所述操作员从报警窗口检查报警信息，是指从报警窗口调出报警卡，检查卡上动态链接，包括链接到正确的画面、规程，以及画面、规程提供了合理的控制设备及监视信息；检查通过规程中的操作指示对报警进行了有效的处理，在已排除故障的情况下检查报警的消失。

6.如权利要求1所述的核电厂数字化报警规程的验证方法，其特征是：在步骤4)中，所述优化逻辑信号通过如下方法产生：

I)优化逻辑信号产生同样应尽可能模拟真实情况；

II)如果有工况优化逻辑信号的报警，可由操作员通过验证规程对机组进行升降工况操作，通过将机组带入不同工况的方式产生工况优化逻辑信号。

7.如权利要求1所述的核电厂数字化报警规程的验证方法，其特征是：在上述步骤5)中，对优化逻辑信号进行合理性检查，即根据机组当前运行工况，将与机组运行、安全无关的报警过滤掉，或在低优先级、高优先级报警同时出现时过滤掉低优先级报警。

8.如权利要求7所述的核电厂数字化报警规程的验证方法，其特征是：所述优化逻辑信号合理性检查的准则是：

i)操纵员在按照报警规程操作指示进行操作，当优化逻辑信号被激活，使得当前正在处理的报警被过滤掉时，应有信息提示操纵员此报警为非优先级报警，可以稍后处理。

ii)如一个报警A被更高优先级报警B过滤掉，通过适用工况、报警原因、报警操作、故障后果的检查，确认报警优化逻辑信号的合理性。