CN108242271A - 一种反应堆逻辑保护控制装置及其对应的保护系统 - Google Patents

一种反应堆逻辑保护控制装置及其对应的保护系统 Download PDF

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肖泽南
方郁
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顾毅
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CGN Power Co Ltd
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China General Nuclear Power Corp
China Nuclear Power Technology Research Institute Co Ltd
CGN Power Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种反应堆逻辑保护控制装置，通过逻辑控制回路来实现；该回路包括相互连接的第一信号输入模块、第二信号输入模块、第三信号输入模块、信号输出模块、第一与门、第二与门、第三与门、第一或门、第二或门、第一非门以及第二非门。实施本发明，能够通过数字式实现方式来提高保护系统响应速度，减少逻辑板卡老化等硬件故障因素，达到快速保护反应堆的目的。

Description

一种反应堆逻辑保护控制装置及其对应的保护系统
技术领域
本发明涉及压水堆核电技术领域，尤其涉及一种反应堆逻辑保护控制装置及其对应的保护系统。
背景技术
国内现役核电保护系统的逻辑保护功能由硬件磁逻辑单元实现。反应堆保护系统接收上游过程仪表系统、核仪表系统、过程测量系统等信号进行逻辑处理，控制下游执行机构停堆或启动专设安全设施。由于逻辑板卡老化等原因，保护系统的可靠性将大大降低，且已无备件可用，需进行数字化改造。
为此设计一种逻辑保护控制装置，针对停堆逻辑和安全专设逻辑的反应堆保护系统，使得反应堆保护系统可以实现和硬件磁逻辑同样的逻辑控制功能，使下游执行机构包括停堆断路器、电磁阀、接触器等动作紧急停闭反应堆，必要时启动专设安全设施，以达到保护反应堆的目的。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种反应堆逻辑保护控制装置及其对应的保护系统，能够通过数字式实现方式来提高保护系统响应速度，减少逻辑板卡老化等硬件故障因素，达到快速保护反应堆的目的。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种反应堆逻辑保护控制装置，所述保护控制装置通过逻辑控制回路来实现；其中，
所述逻辑控制回路包括第一信号输入模块、第二信号输入模块、第三信号输入模块、信号输出模块、第一与门、第二与门、第三与门、第一或门、第二或门、第一非门以及第二非门；其中，
所述第一信号输入模块的一端与所述第一与门的第一输入端及所述第一非门的输入端均相连，另一端外接一信号源；
所述第二信号输入模块的一端与所述第一或门的第一输入端及所述第二非门的输入端均相连，另一端外接另一信号源；
所述第三信号输入模块的一端与所述第一或门的第二输入端及所述第二与门的第一输入端均相连，另一端外接又一信号源；
所述第一与门的第二输入端与所述第一或门的输出端相连，输出端与所述第二或门的第一输入端相连；
所述第二与门的第二输入端与所述第二非门的输出端相连，输出端与所述第三与门的第二输入端相连；
所述第三与门的输出端与所述第二或门的第二输入端相连；
所述第二或门的输出端与所述信号输出模块相连。
其中，所述第一信号输入模块、第二信号输入模块及第三信号输入模块外接的信号源均来自于过程仪表系统、核仪表系统、过程测量系统之中其一。
其中，所述第一信号输入模块外接的信号源来自于所述过程仪表系统；所述第二信号输入模块外接的信号源来自于所述核仪表系统；所述第三信号输入模块外接的信号源来自于所述过程测量系统。
本发明实施例还提供了一种反应堆保护系统，所述反应堆保护系统包括上述的反应堆逻辑保护控制装置。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
在本发明实施例中，由于保护控制装置采用逻辑控制回路来实现，且可对反应堆逻辑测量和信号处理进行三取二逻辑处理，省时省力，并克服了现有技术中保护控制装置的保护逻辑存在单一故障的缺陷，可防止保护主泵误动和拒动，从而达到降低风险，减少经济损失及增强核电运行的安全水平的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例一提供的反应堆逻辑保护控制装置的逻辑设计的结构示意图；
图2为图1中反应堆逻辑保护控制装置所能实现的逻辑保护功能示意图；
图3为本发明实施例二提供的反应堆保护系统的应用场景图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明实施例一中，提供的一种反应堆逻辑保护控制装置，该保护控制装置通过逻辑控制回路来实现；其中，
逻辑控制回路包括第一信号输入模块1、第二信号输入模块2、第三信号输入模块3、信号输出模块4、第一与门5、第二与门6、第三与门7、第一或门8、第二或门9、第一非门10以及第二非门11；其中，
第一信号输入模块1的一端与第一与门5的第一输入端及第一非门10的输入端均相连，另一端外接一信号源；
第二信号输入模块2的一端与第一或门8的第一输入端及第二非门11的输入端均相连，另一端外接另一信号源；
第三信号输入模块3的一端与第一或门8的第二输入端及第二与门6的第一输入端均相连，另一端外接又一信号源；
第一与门5的第二输入端与第一或门8的输出端相连，输出端与第二或门9的第一输入端相连；
第二与门6的第二输入端与第二非门11的输出端相连，输出端与第三与门7的第二输入端相连；
第三与门7的输出端与第二或门9的第二输入端相连；
第二或门9的输出端与信号输出模块4相连。
应当说明的是，第一信号输入模块1、第二信号输入模块2、第三信号输入模块3获取的值均是外接信号源输出的逻辑值，如0或1，且信号输出模块4输出的值也为逻辑值，该逻辑值将送往信号对比系统中，通过信号对比系统中输出相应的信号用于执行保护动作，控制执行机构动作，如停堆断路器等。
在本发明实施例一中，反应堆逻辑保护控制装置采用LabVIEW软件实现所有逻辑功能，并对系统响应速度、故障诊断等进行优化。反应堆逻辑保护控制装置的开发平台基于PXI6528/ PXI6529工业数字I/O和NI PXI-8108嵌入式实时控制器，运行VxWorks实时操作系统、LabVIEW RT模块。
在本发明实施例一中，第一信号输入模块1、第二信号输入模块2及第三信号输入模块3外接的信号源均来自于过程仪表系统、核仪表系统、过程测量系统之中其一，从而避免单一信号源出现故障时（如过程仪表系统出现故障信号而无法获取时），使得下游执行机构出现拒动或误动现象。在一个实施例中，第一信号输入模块1外接的信号源来自于过程仪表系统，第二信号输入模块2外接的信号源来自于核仪表系统，第三信号输入模块3外接的信号源来自于过程测量系统，并可通过下表1进一步对反应堆逻辑保护控制装置应用场景做进一步说明：
表1：
第一信号输入模块（过程仪表系统输出的逻辑值） 第二信号输入模块（核仪表系统输出的逻辑值） 第三信号输入模块（过程测量系统输出的逻辑值） 信号输出模块
0 0 X X
1 0 X X
0 1 X 0
1 1 X 1
表1中，X表示0或1中任一个数字。
应当说明的是，在压水堆核电技术领域中，采用LabVIEW软件不仅仅能够实现本发明实施例一中的反应堆逻辑保护控制装置所能实现的逻辑保护功能，而且还能实现紧急停堆控制装置所能实现的逻辑保护功能，如图2所示。
相对于本发明实施例一提供的反应堆逻辑保护控制装置，本发明实施例二还提供了一种反应堆保护系统，该反应堆保护系统包括本发明实施例一中所述的反应堆逻辑保护控制装置，并与本发明实施例一中的反应堆逻辑保护控制装置具有相同的形状结构及连接关系，因此在此不再一一赘述。
在一个实施例中，如图3所示，来自过程仪表系统SIP（Process InstrumentationSystem ）、核仪表系统RPN（Nuclear Instrumentation）、过程测量系统KRG（GeneralControl Analog Cabinets）等信号，通过NI PXI输入模块处理后转成开关量信号送至本发明实施例二中的反应堆保护系统进行逻辑运算形成保护指令，最终送至信号比对系统（实际系统中此信号用于执行保护动作）。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
在本发明实施例中，由于保护控制装置采用逻辑控制回路来实现，且可对反应堆逻辑测量和信号处理进行三取二逻辑处理，省时省力，并克服了现有技术中保护控制装置的保护逻辑存在单一故障的缺陷，可防止保护主泵误动和拒动，从而达到降低风险，减少经济损失及增强核电运行的安全水平的目的。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种反应堆逻辑保护控制装置，其特征在于，所述保护控制装置通过逻辑控制回路来实现；其中，
所述逻辑控制回路包括第一信号输入模块、第二信号输入模块、第三信号输入模块、信号输出模块、第一与门、第二与门、第三与门、第一或门、第二或门、第一非门以及第二非门；其中，
所述第一信号输入模块的一端与所述第一与门的第一输入端及所述第一非门的输入端均相连，另一端外接一信号源；
所述第二信号输入模块的一端与所述第一或门的第一输入端及所述第二非门的输入端均相连，另一端外接另一信号源；
所述第三信号输入模块的一端与所述第一或门的第二输入端及所述第二与门的第一输入端均相连，另一端外接又一信号源；
所述第一与门的第二输入端与所述第一或门的输出端相连，输出端与所述第二或门的第一输入端相连；
所述第二与门的第二输入端与所述第二非门的输出端相连，输出端与所述第三与门的第二输入端相连；
所述第三与门的输出端与所述第二或门的第二输入端相连；
所述第二或门的输出端与所述信号输出模块相连。
2.如权利要求1所述的反应堆逻辑保护控制装置，其特征在于，所述第一信号输入模块、第二信号输入模块及第三信号输入模块外接的信号源均来自于过程仪表系统、核仪表系统、过程测量系统之中其一。
3.如权利要求2所述的反应堆逻辑保护控制装置，其特征在于，所述第一信号输入模块外接的信号源来自于所述过程仪表系统；所述第二信号输入模块外接的信号源来自于所述核仪表系统；所述第三信号输入模块外接的信号源来自于所述过程测量系统。
4.一种反应堆保护系统，其特征在于，所述反应堆保护系统包括如权利要求1至3中任一项所述的反应堆逻辑保护控制装置。
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