CN106571560A - 核电站反应堆保护系统的连接结构及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核电站反应堆保护系统的技术领域，提供了一种核电站反应堆保护系统的连接结构及连接方法。本发明提供的连接结构中，核电站反应堆保护系统包括信号逻辑处理装置和试验仪，信号逻辑处理装置上设置有多个矩形的第一连接器插座，其中，在每个第一连接器插座上分别顺序连接有第一连接器接头、电缆以及圆形的第二连接器插座连接。试验仪具有与第二连接器插座连接的多个第二连接器接头。与现有技术对比，消除了因连接器接头内插针受力变形导致与信号逻辑处理装置连接后接触不良的情形，保证了正常通信，降低了停堆、专设信号误动风险。本发明提供的连接方法，消除了因试验故障导致停堆、专设信号误动的风险，达到理想的测试效果。

Description

核电站反应堆保护系统的连接结构及连接方法

技术领域

本发明涉及核电站反应堆保护系统的技术领域，尤其是涉及一种核电站反应堆保护系统的连接结构及连接方法。

背景技术

由所有电器件，机械器件和线路(从传感器一直到执行机构的输入端)组成的产生保护信号的系统称为RPR(核电站反应堆保护系统，为了统一技术术语，以下统一称为“核电站反应堆保护系统”)，该核电站反应堆保护系统具有一个信号逻辑处理装置。核电站反应堆保护系统包括紧急停堆系统、专设安全系统和ATWT(核反应堆保护功能多样性和多样化保护)系统。

核电站反应堆保护系统的主要功能是在异常工况或事故工况下，通过停堆和(或)启动专设安全设施，以防止或减轻堆芯和冷却剂系统部件的损坏，保护三大核安全屏障的完整性，避免引起放射性物质大量逸出，保护核电厂周围环境不受污染以及人员的安全。当电站运行到某种状态时允许手动或自动闭锁某些保护动作，防止系统误动作；当反应堆出现异常，但还不至于马上危及反应堆安全时，为确保电站连续正常运行，保护系统向主控室操作人员发出报警信号或闭锁相关系统提供安全措施，如停棒(启堆时)或插棒(功率运行时)使反应堆恢复到安全运行状态；当运行参数超过停堆整定值时，能快速紧急停堆；当出现超过停堆保护能力的事故时，能快速停堆并启动相应的专设安全设施，控制事故进一步发展和防止放射性物质扩散。

众所周知，广义核电站反应堆保护系统试验包括T1/T2/T3试验：

T1：模拟量仪表的测试、T2：反应堆保护逻辑的测试、T3：执行机构的测试。

其中，T1试验包括核仪表系统/过程仪表系统试验。

T2试验的目的是要检查信号逻辑处理装置中停堆信号处理电路的正确性，同时对信号逻辑处理装置中停堆保护逻辑处理电路的功能进行检查。

用于进行T2试验的试验仪是一个离线设备，仅在进行T2试验时才会连接到核电站反应堆保护系统上。T2试验分以下八种试验模式：

A列停堆部分X逻辑、A列停堆部分Y逻辑、A列专设部分X逻辑、A列专设部分Y逻辑、B列停堆部分X逻辑、B列停堆部分Y逻辑、B列专设部分X逻辑和B列专设部分Y逻辑。

在日常期间T2试验分为自动和手动，执行手动T2试验时，需要在进行手动试验之前先执行一次自动试验，这样可以确保T2试验仪与核电站反应堆保护系统的连接正常，防止手动T2试验中途由于连接头的故障意外中止。在进行自动T2试验前，试验人员应将选择开关RPA/B 380CC(停堆)和RPA/B 640CC(专设)，以防止试验期间向主控室传送虚假的报警信号。

由于T2试验仪是离线设备，在进行T2试验时需要通过信号逻辑处理装置将T2试验仪连接到核电站反应堆保护系统上。

T2定期试验能模拟仪表通道的信息和检查产生的保护信号。这些逻辑通道具有大量输入变量，经过逻辑运算后又产生几个输出量，输出至输出放大器，输入信号的注入和输出信号的采集都是通过T2试验仪自动完成。

T2试验仪的输出信号分为以下三种：

强制输出，在试验过程中强制某个变量一直保持一个状态；

试验输出，根据设计逻辑变量输出1或者0；

状态输出，变量的状态由上游信号决定；

相应地，T2试验仪的输入信号分为以下三种：

强制输入，采集被强制变量的状态，用于判断强制输出是否成功；

试验输入，采集经过信号逻辑处理装置逻辑运算后的信号，用于判断逻辑运算是否正确；

状态输入，上游没有注入信号，采集变量的初始状态。

目前，T2试验过程中遇到的故障都是由于接头内部的插针接触不良引起的，现有的T2试验接头形状为矩形，由于在插拔接头时容易造成受力不均，导致接头内部插针受力变形，从而在与信号逻辑处理装置连接后接触不良，最终导致T2试验仪无法正常向信号逻辑处理装置注入信号或者是采集信号。

尽管T2试验开始执行之前会进行一系列的前提条件判断，确认X/Y逻辑没有不一致信号才开始试验。但如果在执行T2试验的过程中，T2试验接头接触不良就会导致试验仪采集到的信号与预期不符，试验仪会马上自动中止试验，由于此时T2试验仪强制注入到核电站反应堆保护系统中的信号未取消，存在信号逻辑处理装置停堆、专设信号误动风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种试验仪与核电站反应堆保护系统连接方法及结构，旨在解决现有的试验过程中，存在因试验仪的连接器接头内插针受力变形，导致与信号逻辑处理装置连接后接触不良，从而无法正常向信号逻辑处理装置注入信号或者是采集信号的缺陷。

本发明提供的一种核电站反应堆保护系统的连接结构,所述核电站反应堆保护系统包括一个信号逻辑处理装置，所述信号逻辑处理装置连接有用于检查停堆信号处理电路正确性的试验仪；所述信号逻辑处理装置包括一机柜，所述机柜上设置有多个矩形的第一连接器插座，其中，在每个第一连接器插座上分别固定连接有与该第一连接器插座适配的一第一连接器接头，每个第一连接器接头分别通过一电缆与一圆形的第二连接器插座连接；所述试验仪具有与所述第二连接器插座可拆卸连接的多个第二连接器接头，每个所述第二连接器接头 与每个第二连接器插座一一对应且分别适配；各所述第二连接器接头与各第二连接器插座均连接时，所述试验仪和所述信号逻辑处理装置进行通信。

本发明提供的一种核电站反应堆保护系统的的连接方法,所述核电站反应堆保护系统提供一个信号逻辑处理装置，所述信号逻辑处理装置连接有用于检查停堆信号处理电路正确性的试验仪，所述信号逻辑处理装置具有多个矩形的第一连接器插座，其中，将每个第一连接器插座分别固定连接一与该第一连接器插座适配的第一连接器接头，将每个第一连接器接头分别通过一电缆与一圆形的第二连接器插座连接；所述试验仪具有与所述第二连接器插座可拆卸连接的多个第二连接器接头，将每个所述第二连接器接头与每个第二连接器插座一一对应且分别适配；当各所述第二连接器接头与各第二连接器插座均连接时，所述试验仪和所述信号逻辑处理装置进行通信。

与现有技术对比，本发明提供的连接结构，试验仪采用圆形的第二连接器接头，在信号逻辑处理装置中每个矩形的第一连接器插座上分别连接有相适配的第一连接器接头，各第一连接器接头通过电缆连接有用于与各第二连接器接头配合的一个第二连接器插座，在获得第一连接器插座和第一连接器接头信号定义的基础上，将该信号定义通过电缆直接转移到第二连接器插座和第二连接器接头上，使第一连接器的插座与第二连接器的接头进行贯通，进而使试验仪和信号逻辑处理装置进行通信，这样，消除了试验仪因连接器接头内插针受力变形导致与信号逻辑处理装置连接后出现接触不良的情形，保证了试验仪与信号逻辑处理装置之间的正常通信，降低了停堆、专设信号误动风险。

与现有技术对比，本发明提供的连接方法，消除了因试验故障导致停堆、专设信号误动的风险，达到理想的测试效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的信号逻辑处理装置的侧视图示意图；

图2是本发明实施例提供的信号逻辑处理装置的侧视图示意图；

图3是本发明实施例提供的第一连接器插座、第一连接器接头、电缆、第二连接器插座和第二连接器接头相配合时的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的第一连接器的针脚排列布置图；

图5是本发明实施例提供的第二连接器的针脚排列布置图；

图6是本发明实施例提供的电缆正确性连接检查示意图；

图7是本发明实施例提供的试验仪中各部件的连接意图；

图8是本发明实施例提供的核电站反应堆保护系统实验的整个信号流程图；

图9是本发明实施例提供的手动测试T2实验时的信号测试电源分配示意图；

图10是本发明实施例提供的T2实验时不一致信号原理图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。

如图1至图6所示，为本发明提供的一较佳实施例。

本实施例提供的核电站反应堆保护系统的连接结构,核电站反应堆保护系统包括一个信号逻辑处理装置100和试验仪200。信号逻辑处理装置100包括一机柜1，机柜1上设置有多个矩形的第一连接器插座2，其中，在每个第一连接器插座2上分别固定连接有与该第一连接器插座2适配的一第一连接器接头3，每个第一连接器接头3分别通过一电缆4与一圆形的第二连接器插座5连接。试验仪200具有与第二连接器插座5可拆卸连接的多个第二连接器接头6，每个第二连接器接头6与每个第二连接器插座5一一对应且分别适配。每个第二 连接器接头6与每个第二连接器插座5连接时，试验仪200和信号逻辑处理装置100进行通信。

上述的连接结构,由于核电站反应堆保护系统为1E级设备(即安全级设备)，为减少对核电站反应堆保护系统的改动，在信号逻辑处理装置100的机柜1内增加多段并排设置的电缆4，在获得第一连接器插座2和第一连接器接头3信号定义的基础上，将该信号定义通过电缆4直接转移到第二连接器插座5和第二连接器接头6上，使第一连接器插座2与第二连接器接头6进行贯通，进而使试验仪200和信号逻辑处理装置100进行通信，这样，消除了试验仪200因连接器接头内插针受力变形导致与信号逻辑处理装置100连接后出现接触不良的情形，保证了试验仪200与信号逻辑处理装置100之间的正常通信，降低了停堆、专设信号误动风险。

为叙述方便，下文中所称的“左”“右”“上”“下”与附图本身的左、右、上、下方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。

在本实施例中，核电站反应堆保护系统包括一个信号逻辑处理装置100，该装置包括一个机柜1和一个保护系统插箱7。参见图1和图2，机柜1大致为一侧开口(图未示出)的方形箱体，机柜1的开口处安装有可以打开和关闭该机柜1内部的柜门(图未示出)。保护系统插箱7通过螺钉、焊接的一切现有的固定方式固定安装在机柜1内。保护系统插箱7朝向柜门的一侧表面(即前侧面)设置有多个第一连接器插座2，第一连接器插座2可以为FCI(FRANCECARGO INTERNATIONAL，富加宜)公司或是Souriau(苏里奥)公司出产，且均为矩形的873系列连接器插座，多个第一连接器插座2并排设置，相邻的第一连接器插座2间隔有一定距离。

当然，保护系统插箱7上第一连接器插座2的排数也可以为多排。

参见图1至图4，多个第一连接器接头3，分别连接在每个第一连接器插座2上并与该第一连接器插座2相适配，也就是说，每个第一连接器接头3均为873系列连接器接头，且形状为矩形。从图3和图4可以看出，每个第一连接 器插座2的中央均开设有一个第一螺孔(图未示出)，每个第一连接器接头3的中央均开设有一个第一通孔31，在各第一连接器接头3与对应的各第一连接器插座2对接后，通过螺栓8穿过第一通孔31并与第一螺孔配合，使各第一连接器接头3固定在对应的各第一连接器插座2上，这样，能够避免第一连接器接头3松动和脱落。

为了进一步提高第一连接器接头3与第一连接器插座2的连接稳固性，从图4可以看出，每个第一连接器接头3的左右两侧分别形成有一支耳32，各支耳32上均开设有一个第二通孔33，每个第一连接器插座2的左右两侧均开设有一个第二螺孔(图未示出)，各第一连接器接头3的第二通孔33与各第一连接器插座2的第二螺孔一一对应对齐设置，通过螺钉穿过第二通孔33后螺纹连接第二螺孔，使第一连接器接头3紧固在第一连接器插座2上，提高第一连接器接头3的安装稳固性。

当然，带有第二通孔33的支耳32也可以形成在第一连接器接头3的上下侧，或在第一连接器接头3的四周均设置上述支耳32。

参见图3，各电缆4均具有相对的第一端4a和第二端4b，各电缆4的第一端4a插入对应的各第一连接器接头3内并通过软钎焊与该第一连接器接头3内的插针导电连接。

参见图3，各第二连接器插座5均为圆形的航空连接器插座，且分别符合国军标要求。各第二端4b插入对应的各第二连接器插座5内并通过软钎焊与该第二连接器插座5内的插针导电连接。

安装面板9，用于固定安装多个第二连接器插座5，从图1可以看出，该安装面板9设置在机柜1内并位于第一连接器插座2的前方，安装面板9与机柜1的后侧壁平行设置，且与保护系统插箱7的前侧面基本对齐，并在柜门关闭时与柜门间隔有一定距离，这样能使第二连接器插座5整体埋设在机柜1内。在机柜1内的形成有一对平行的连接板10，两个连接板10均呈水平设置，且连接板10的左右两侧连接分别延伸至机柜1的侧壁上并固定连接，连接板10 的外侧与机柜1的前侧基本平齐，安装面板9的上下端分别固定安装在各连接板10的内侧上。安装面板9与两个连接板10之间界定出一个连接腔1a。安装面板9上开设有多个安装孔(图未示出)，多个安装孔与多个第二连接器插座5一一对应，第二连接器插座5的开口端由安装孔穿出并置入连接腔1a内，每个第二连接器插座5均通过螺钉固定安装在安装面板9上。

当然，安装面板9也可以安装在机柜1的开口处，该安装面板9的左右两侧分别延伸至机柜1的侧壁上并固定连接。

试验仪200，具体为用于检测所述信号逻辑处理装置100停堆信号处理电路正确性的T2试验仪，其为离线设备，与信号逻辑处理装置100可拆卸连接，在进行T2试验时需要通过信号逻辑处理装置100将T2试验仪连接到核电站反应堆保护系统上。

参见图7，图7为T2试验仪各个功能部件的相互连接图。T2试验仪包括PLC201以及分别与该PLC201通信的程序显示器202、控制面板203、打印机204等外围设备。“信号逻辑处理装置100”表示核电站反应堆保护系统逻辑矩阵，T2试验仪通过继电器接口卡210向核电站反应堆保护系统注入信号。程序显示器202相当于PLC201上位机，可以对PLC201进行各种操作，控制面板203上有执行T2试验的各种按钮命令，打印机204可以打印T2试验的最终结果。

从图3和图5可以看出，试验仪200具有与第二连接器插座5可拆卸连接的多个第二连接器接头6，每个第二连接器接头6与每个第二连接器插座5一一对应且分别适配，也就是说，每个第二连接器接头6均为符合国军标要求的航空连接器接头。

为了便于第二连接器插座5与第二连接器接头6的配合连接，第二连接器插座5的端面上形成有一中空的导套51，该导套51的外壁上形成有外螺纹。第二连接器接头6包括一个套筒61，套筒61能够绕其中心相对于第二连接器接头6的插针转动，套筒61的内壁上形成有与导套51的外螺纹相配合的内螺纹。套筒61的内径与导套51的外径相匹配，当第二连接器插座5与第二连接 器接头6对接时，拧动套筒61旋转，使第二连接器接头6沿其轴线方向向第二连接器插座5移动，并使第二连接器接头6的插针插入第二连接器插座5中，这样，通过导套51与套筒61的配合导向，避免第二连接器接头6的插针折弯和折断，第二连接器接头6的插针能够平稳地插入和拔出第二连接器插座5，能够提高连接后结构的稳定性。

将所有新增电缆4安装结束后，对T2试验相关接头所有内部插针(每台机组52个接头，每个接头有36到76根针)进行了检查并对张口过大的插针进行了修复，确保了所有接头连接的可靠性。

在每个第二连接器接头6与位于机柜1连接腔1a内的每个第二连接器插座5连接时，在获得第一连接器(即873系列连接器)信号定义的基础上，将该信号定义通过电缆4直接转移到第二连接器(即国军标航空连接器)上，使第一连接器插座2与第二连接器接头6进行贯通，进而使试验仪200和信号逻辑处理装置100进行通信。

本实施例提供的核电站反应堆保护系统的连接方法,核电站反应堆保护系统提供一个信号逻辑处理装置100，信号逻辑处理装置100连接有用于检查停堆信号处理电路正确性的试验仪200，信号逻辑处理装置100具有多个矩形的第一连接器插座2，其中，将每个第一连接器插座2分别固定连接一个与该第一连接器插座2适配的第一连接器接头3，将每个第一连接器接头3分别通过一电缆4与一个圆形的第二连接器插座5连接。试验仪200具有与第二连接器插座5可拆卸连接的多个第二连接器接头6，将每个第二连接器接头6与每个第二连接器插座5一一对应且分别适配。在每个第二连接器接头6与每个第二连接器插座5均连接时，试验仪200和信号逻辑处理装置100进行通信。

上述的连接方法，消除了因试验故障导致停堆、专设信号误动的风险，达到理想的测试效果。

需说明的是，采用本技术方案实施至今，机组日常、大修期间执行的T2自动、手动试验，均一次通过，消除了机组因T2试验故障导致停堆、专设信号 误动的风险，大大缩短了因试验仪200中接头的故障导致机组非计划性的时间，达到了预期效果。

参见图6，图6为T2试验仪连接正确测试图。以A列试验模式为例，需要进行T2试验的部分包括停堆X逻辑、停堆Y逻辑、专设X逻辑、专设Y逻辑，每一个部分(各逻辑单元)与T2试验仪连接的电缆接口是不同的，那么图6就是验证电缆4连接正确的示意图。图6所示，各“外部T2测试接头”与各“RPR机柜内部测试接头”分别对接后，由于每一个内部接头都有一根短接线首尾相接，只有所有的连接接头全部正确连接，T2试验仪才能采集到421CT(停堆部分)/521CT(专设部分)，那么T2试验程序可以继续执行，否则立即停止。需要说明的是，421CT(停堆部分)、521CT(专设部分)仅为核电站反应堆保护系统的其中一个逻辑单元，该T2试验仪的连接正确性检测方式，同样适用于其他逻辑单元。

参见图8，图8表示核电站反应堆保护系统的整个信号流程。模拟监测信号与保护参数整定值进行比较，当模拟信号超过整定值时，在阈值继电器产生逻辑脱扣信号，从各个阈继电器来的脱扣信号经过隔离耦合器(decouplingmodules)或整流器(Mutators)传送并可靠地接到相应的1/2逻辑(1/2逻辑X和1/2逻辑Y)确保信号过程的冗余，即整流器经两个相同的回路分别输送信号至输出放大器，再由输出放大器实现X、Y信号的“与”门作用，于是把安全动作信号传送到安全装置系统的执行机构(图示中的安全驱动器)和把脱扣信号指令传送给反应堆停堆断路器上。

参见图9，图9为信号测试电源分配简图，各种信号数据(报警、指示灯、计算机采集等)是通过X逻辑、Y逻辑相与的结果，具体实现就是X逻辑通过一个继电器触点与电源正极相连，Y逻辑通过一个继电器触点与电源负极相连。在T2试验时，同时只能执行X逻辑或者Y逻辑的试验，那么信号数据只能和电源一极相通，所以必须通过强制保证电源另一极相通。T2试验仪通过注入信号499IT(停堆部分)/599IT(专设部分)来实现图9的电源分配。需要说明的是， 499IT(停堆部分)、599IT(专设部分)仅为核电站反应堆保护系统的其中一个逻辑单元，该T2试验仪的连接正确性检测方式，同样适用于其他逻辑单元。

参见图10，图10为T2实验时不一致信号原理图，RPR T2试验同时只能试验一个半逻辑，001UPD(停堆部分)和011UPD(专设部分)分别代表电源的正负极。进行X逻辑试验时，X逻辑相关的信号将会动作，Y逻辑相关信号保持不变，那么将产生不一致信号供T2试验仪采集。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核电站反应堆保护系统的连接结构,所述核电站反应堆保护系统包括一个信号逻辑处理装置，所述信号逻辑处理装置连接有用于检查停堆信号处理电路正确性的试验仪；所述信号逻辑处理装置包括一机柜，所述机柜上设置有多个矩形的第一连接器插座，其特征在于，在每个第一连接器插座上分别固定连接有与该第一连接器插座适配的一第一连接器接头，每个第一连接器接头分别通过一电缆与一圆形的第二连接器插座连接；所述试验仪具有与所述第二连接器插座可拆卸连接的多个第二连接器接头，每个所述第二连接器接头与每个第二连接器插座一一对应且分别适配；各所述第二连接器接头与各第二连接器插座均连接时，所述试验仪和所述信号逻辑处理装置进行通信。

2.根据权利要求1所述的连接结构,其特征在于，每个所述电缆均具有相对的第一端和第二端，各所述第一端插入对应的各所述第一连接器接头内并通过软钎焊与该第一连接器接头内的插针导电连接，各所述第二端插入对应的各所述第二连接器插座内并通过软钎焊与该第二连接器插座内的插针导电连接。

3.根据权利要求1所述的连接结构,其特征在于，每个所述第一连接器插座的中央均开设有一第一螺孔，每个所述第一连接器接头的中央均开设有一第一通孔，在各所述第一连接器接头与对应的各所述第一连接器插座对接后，通过螺栓穿过所述第一通孔并与所述第一螺孔配合，使各所述第一连接器接头固定在对应的各所述第一连接器插座上。

4.根据权利要求3所述的连接结构,其特征在于，每个第一连接器接头的相对两侧分别形成有一支耳，各支耳上均开设有一第二通孔，每个所述第一连接器插座的相对两侧均开设有一第二螺孔，各所述第一连接器接头的所述第二通孔与各所述第一连接器插座的所述第二螺孔一一对应对齐设置。

5.根据权利要求1所述的连接结构,其特征在于，所述机柜上固设有一安装面板，所述安装面板上开设有供所述第二连接器插座的开口端穿出的多个安装孔，多个所述安装孔与多个所述第二连接器插座一一对应。

6.根据权利要求5所述的连接结构,其特征在于，每个所述第二连接器插座均通过螺钉固定在所述安装面板上。

7.根据权利要求1至7中任一项所述的连接结构,其特征在于，各所述第一连接器插座均为873系列连接器插座，各所述第一连接器接头均为873系列连接器接头。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的连接结构,其特征在于，各所述第二连接器插座均为航空连接器插座，各所述第二连接器接头均为航空连接器接头。

9.一种核电站反应堆保护系统的连接方法,所述核电站反应堆保护系统提供一个信号逻辑处理装置，所述信号逻辑处理装置连接有用于检查停堆信号处理电路正确性的试验仪，所述信号逻辑处理装置具有多个矩形的第一连接器插座，其特征在于，将每个第一连接器插座分别固定连接一与该第一连接器插座适配的第一连接器接头，将每个第一连接器接头分别通过一电缆与一圆形的第二连接器插座连接；所述试验仪具有与所述第二连接器插座可拆卸连接的多个第二连接器接头，将每个所述第二连接器接头与每个第二连接器插座一一对应且分别适配；当各所述第二连接器接头与各第二连接器插座均连接时，所述试验仪和所述信号逻辑处理装置进行通信。

10.根据权利要求9所述的连接方法,其特征在于，所述信号逻辑处理装置包括机柜，所述机柜上设置有多个所述第一连接器插座；所述机柜上固设有一安装面板，所述安装面板上开设有供所述第二连接器插座的开口端穿出的多个安装孔，多个所述安装孔与多个所述第二连接器插座一一对应。