CN116564570A - 一种核电反应堆控制系统和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种核电反应堆控制系统和设备。核电反应堆控制系统，包括：第一控制系统和第二控制系统，所述第一控制系统设置于控制室内，且所述第一控制系统与核电反应堆对应的控制设备电连接；所述第二控制系统包括M个控制器，且每个所述控制器均分别与所述控制设备电连接，M为大于1的整数；其中，当所述核电反应堆处于满足预设条件的第一工况，且所述第一控制系统处于停止工作状态的情况下，所述M个控制器中的至少部分控制器处于工作状态，且所述至少部分控制器用于控制所述核电反应堆由所述第一工况切换为不满足所述预设条件的第二工况。这样，可以增强了对核电反应堆的工况调节效果，且增强了对核电反应堆的工况调节的可靠性。

Description

一种核电反应堆控制系统和设备

技术领域

本发明涉及核电技术领域，特别涉及一种核电反应堆控制系统和设备。

背景技术

随着核电技术的不断发展，核电技术也不断成熟，在人们的生活中应用的范围也越来越广，而核电的安全性能也越来越被人们关注。在实际的使用过程中，为了保证核电反应堆的安全性，通常会设置有主控制系统用于控制核电反应堆，但是仅设置主控制系统对核电反应堆的各种工况的应对效果较差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种核电反应堆控制系统和设备，解决了主控制系统对核电反应堆的各种工况的应对效果较差的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种核电反应堆控制系统，包括：

第一控制系统，所述第一控制系统设置于控制室内，且所述第一控制系统与核电反应堆对应的控制设备电连接；

第二控制系统，所述第二控制系统包括M个控制器，且每个所述控制器均分别与所述控制设备电连接，M为大于1的整数；

其中，当所述核电反应堆处于满足预设条件的第一工况，且所述第一控制系统处于停止工作状态的情况下，所述M个控制器中的至少部分控制器处于工作状态，且所述至少部分控制器用于控制所述核电反应堆由所述第一工况切换为不满足所述预设条件的第二工况。

可选地，所述第一工况包括M个子工况，且M个子工况均不相同，所述M个控制器与所述M个子工况一一对应；

其中，当所述核电反应堆处于所述M个子工况中的目标子工况，且所述第一控制系统处于停止工作状态的情况下，所述M个控制器中与所述目标子工况对应的目标控制器处于工作状态，且所述目标控制器用于控制所述核电反应堆由所述目标子工况切换为所述第二工况。

可选地，所述第一控制系统包括第一工作站和第二工作站，所述第一工作站和所述第二工作站分别与所述控制设备电连接，所述第一工作站用于控制所述控制设备，所述第二工作站用于根据所述控制设备获取的所述核电反应堆的状态，输出提示信息，所述提示信息包括报警信息和用于表示所述核电反应堆处于正常工作状态的信息中的至少一种。

可选地，所述第一工作站的数量为多个，且多个所述第一工作站位于所述第二工作站的同一侧，且多个所述第一工作站的显示屏朝向所述第二工作站设置。

可选地，当所述第二工作站接收到用于表示操作权限验证通过的通知消息的情况下，所述第二工作站切换为用于控制所述控制设备的状态。

可选地，所述核电反应堆控制系统，还包括：第三控制系统，所述第三控制系统与所述控制设备电连接，且所述第三控制系统的设置位置位于所述控制室内和所述控制室外中的至少一项。

可选地，所述第三控制系统用于控制所述控制设备执行以下动作中的至少一项：

控制所述核电反应堆复位、控制所述核电反应堆旁通反应堆保护系统、控制目标参数显示和控制所述核电反应堆进行闭锁试验。

可选地，所述核电反应堆控制系统，还包括：显示器，所述显示器与所述第一控制系统和所述第二控制系统电连接，且所述显示器用于显示电厂和设备的状态。

可选地，所述核电反应堆控制系统，还包括：应急控制系统，所述应急控制系统与所述核电反应堆电连接，在所述核电反应堆处于所述第一工况时，且所述第一控制系统处于停止工作状态的情况下，所述应急控制系统用于控制所述核电反应堆处于安全停堆的状态。

本发明实施例还提供一种核电反应堆控制设备，包括上述的核电反应堆控制系统。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明实施例中，核电反应堆控制系统，包括：第一控制系统和第二控制系统，所述第一控制系统设置于控制室内，且所述第一控制系统与核电反应堆对应的控制设备电连接；所述第二控制系统包括M个控制器，且每个所述控制器均分别与所述控制设备电连接，M为大于1的整数；其中，当所述核电反应堆处于满足预设条件的第一工况，且所述第一控制系统处于停止工作状态的情况下，所述M个控制器中的至少部分控制器处于工作状态，且所述至少部分控制器用于控制所述核电反应堆由所述第一工况切换为不满足所述预设条件的第二工况。

这样，由于核电反应堆控制系统包括的第二控制系统包括M个控制器，当核电反应堆处于第一工况时，上述M个控制器中的至少部分控制器可以处于工作状态，且可以控制核电反应堆由第一工况切换为不满足预设条件的第二工况，从而增强了对核电反应堆的工况调节效果，且增强了对核电反应堆的工况调节的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种核电反应堆控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，图1为本发明实施例提供的一种核电反应堆控制系统的结构示意图，如图1所示，核电反应堆控制系统，包括：

第一控制系统10，所述第一控制系统10设置于控制室内，且所述第一控制系统10与核电反应堆对应的控制设备电连接；

第二控制系统20，所述第二控制系统20包括M个控制器21，且每个所述控制器21均分别与所述控制设备电连接，M为大于1的整数；

其中，当所述核电反应堆处于满足预设条件的第一工况，且所述第一控制系统10处于停止工作状态的情况下，所述M个控制器21中的至少部分控制器21处于工作状态，且所述至少部分控制器21用于控制所述核电反应堆由所述第一工况切换为不满足所述预设条件的第二工况。

其中，本发明实施例的工作原理可以参见以下表述：

由于核电反应堆控制系统包括的第二控制系统20包括M个控制器21，当核电反应堆处于第一工况时，上述M个控制器21中的至少部分控制器21可以处于工作状态，且可以控制核电反应堆由第一工况切换为不满足预设条件的第二工况，从而增强了对核电反应堆的工况调节效果，且增强了对核电反应堆的工况调节的可靠性。

需要说明的是，上述满足预设条件的第一工况也可以被称作为事故工况，即核电反应堆处于非正常工作状态，第二工况可以被称作为正常工况，即核电反应堆处于正常工作状态。而事故工况可以根据事故的严重程度分为不同等级的事故工况，而根据事故工况的严重程度不同，可以确定M个控制器21中不同数量的控制器21参与控制。

作为一种可选的实施方式，当事故工况的程度越严重时，参与控制的控制器21的数量越多，这样，可以增加对事故工况的控制难度，减少M个控制器21被误触发的现象的出现。

作为另一种可选的实施方式，当事故工况的程度越严重时，参与控制的控制器21的数量越少，这样，可以减少对事故工况的控制难度，从而可以提高控制核电反应堆恢复正常工况的效率。

其中，第一控制系统10可以被称作为计算机信息和控制系统，而第二控制系统20可以被称作为计算机信息和控制系统的后备盘。上述第一控制系统10和第二控制系统20均可以实现对核电反应堆的状态的监控、显示、报警等操作。

需要说明的是，对核电反应堆起到主要控制作用的一般是第一控制系统10，而在第一控制系统10处于检修状态或者失效状态时，可以采用第二控制系统20实现对核电反应堆的控制，这样，增加了对核电反应堆进行控制的多样性。

其中，第二控制系统20包括的部件可以与第一控制系统10包括的部件相同，当然，第二控制系统20包括的部件也可以与第一控制系统10包括的部件不同，具体在此不做限定。

例如：第一控制系统10和第二控制系统20均可以包括计算机信息和控制系统的各个部件，计算机信息和控制系统包括的部件可以包括：安全级数字化仪控部分、非安全级数字化仪控部分以及部分常规显示表、指示灯与控制器等部件，具体可以包括：控制用安全级触摸屏、显示用安全级触摸屏、PAMS参数固定显示设备、PAMS参数非固定显示设备、PAMS参数趋势记录仪、显示屏、键盘和轨迹球、若干常规显示表、指示灯与控制器等。

另外，第二控制系统20还可以包括：

多样性驱动系统，为满足多样性驱动系统在控制室的人机接口功能，计算机化工作站(即第一控制系统10)和后备盘(即第二控制系统20)上均提供有独立于反应堆保护系统的手动控制、报警和指示功能，多样性驱动系统，包括常规显示操作设备以及两个控制显示设备。在反应堆保护系统发生软件共因失效情况下，控制室的操纵员结合这些指示、报警和控制手段，实现对核电反应堆的安全监控。

严重事故处理系统：用于在核电反应堆发生严重事故以及完全失电的工况下，实现核电反应堆的安全功能分析确定的严重事故的缓解功能，包括严重事故叠加完全失电后12小时内所需的核电反应堆重要参数的监测和事故缓解的设备手动驱动。严重事故处理系统包括常规显示操作设备以及控制显示设备，提供严重事故控制、监测功能相关的手动控制、参数显示、报警。

上述严重事故处理系统可以由后文中的M个控制器21中至少部分控制器21组成的系统。

可选地，所述第一工况包括M个子工况，且M个子工况均不相同，所述M个控制器21与所述M个子工况一一对应；

其中，当所述核电反应堆处于所述M个子工况中的目标子工况，且所述第一控制系统10处于停止工作状态的情况下，所述M个控制器21中与所述目标子工况对应的目标控制器21处于工作状态，且所述目标控制器用于控制所述核电反应堆由所述目标子工况切换为所述第二工况。

本发明实施方式中，由于控制器21与子工况一一对应，这样，当第一控制系统10处于停止工作状态(停止工作状态可以包括失效状态或者检修状态)时，可以根据目标子工况对应的控制器21控制核电反应堆由目标子工况切换为第二工况，从而提升了对核电反应堆的控制效果，同时，还缩小了整个第二控制系统20的体积。

可选地，参见图1，所述第一控制系统10包括第一工作站11和第二工作站12，所述第一工作站11和所述第二工作站12分别与所述控制设备电连接，所述第一工作站11用于控制所述控制设备，所述第二工作站12用于根据所述控制设备获取的所述核电反应堆的状态，输出提示信息，所述提示信息包括报警信息和用于表示所述核电反应堆处于正常工作状态的信息中的至少一种。

其中，第一工作站11也可以被称作为操作员工作站，而第二工作站12可以被称作为协调员工作站，且第一工作站11和第二工作站12可以理解为具有控制功能的控制器21。

其中，第一工作站11可以同时包括显示、控制和报警功能，而第二工作站12可以包括显示和报警功能。

本发明实施方式中，通过设置第一工作站11和第二工作站12，且第一工作站11和第二工作站12的功能不同，从而提高了工作站的功能多样性，同时，也提供了对核电反应堆的控制的安全性，避免过多工作站具有对核电反应堆的控制功能导致核电反应堆的控制的安全性较低的现象的出现。

可选地，所述第一工作站11的数量为多个，且多个所述第一工作站11位于所述第二工作站12的同一侧，且多个所述第一工作站11的显示屏朝向所述第二工作站12设置。

其中，多个第一工作站11可以相邻设置，或者，多个第一工作站11可以间隔设置，具体设置方式在此不做限定。

其中，第一工作站11的数量可以大于第二工作站12的数量。

本发明实施方式中，由于第一工作站11的数量为多个，且多个第一工作站11的显示屏朝向第二工作站12设置，从而使得第二工作站12可以对多个第一工作站11的状态进行监控，并可以根据监控结果协调多个第一工作站11之间的协同控制，从而进一步提高了对核电反应堆控制方式的灵活性。

可选地，当所述第二工作站12接收到用于表示操作权限验证通过的通知消息的情况下，所述第二工作站12切换为用于控制所述控制设备的状态。这样，当第一工作站11处于停止工作状态时，可以控制第二控制站切换为控制控制设备的状态，以通过控制设备控制核电反应堆的状态，从而进一步提高对核电反应堆控制方式的多样性和灵活性。

其中，表示操作权限验证通过的具体方式在此不做限定，例如：可以在接收到目标用户的指纹，且在指纹验证通过的情况下，表示操作权限验证通过；或者，可以在接收到待匹配密码，且在待匹配密码验证通过的情况下，表示操作权限验证通过。

可选地，参见图1，所述核电反应堆控制系统，还包括：第三控制系统30，所述第三控制系统30与所述控制设备电连接，且所述第三控制系统30的设置位置位于所述控制室内和所述控制室外中的至少一项。

其中，第三控制系统30的设置位置在此不做限定，也就是说：在控制室内和控制室外均可以设置上述第三控制系统30，也可以在控制室内或者控制室外设置上述第三控制系统30。

当然，在控制室内和控制室外设置的第三控制系统30的数量并不限定。

本发明实施方式中，还可以设置第三控制系统30，从而可以通过第三控制系统30控制控制设备的状态，以控制核电反应堆的状态，从而进一步提高对核电反应堆控制方式的多样性和灵活性，进而进一步提高了对核电反应堆控制的安全性。

可选地，所述第三控制系统30用于控制所述控制设备执行以下动作中的至少一项：

控制所述核电反应堆复位、控制所述核电反应堆旁通反应堆保护系统、控制目标参数显示和控制所述核电反应堆进行闭锁试验。

其中，目标参数的具体类型在此不做限定，例如：目标参数可以指的是PAMS参数。

本发明实施方式中，通过设置第三控制系统30，从而可以实现控制核电反应堆执行上述动作中的至少一项，从而进一步增加了对核电反应堆的控制功能的多样性，且通过第三控制系统30可以提高对核电反应堆进行控制的安全性。

可选地，参见图1，所述核电反应堆控制系统，还包括：显示器40，所述显示器40与所述第一控制系统10和所述第二控制系统20电连接，且所述显示器40用于显示电厂和设备的状态。

其中，显示器40可以用于显示电厂以及设备的状态，例如：可以显示供电站的主要参数、主要驱动器的状态和安全保护系统的状态信息。

另外，显示器40还可以显示第一控制系统10和第二控制系统20的状态。这样，通过显示器40可以实时显示第一控制系统10和第二控制系统20的状态，以决定启用的控制系统的状态，从而可以更好的实现对核电反应堆的状态的控制。

本发明实施方式中，通过显示器40显示电厂和设备的状态，从而可以实时呈现电厂和设备的状态，以对电厂和设备进行监测，同时，方便操作员根据电厂和设备的状态对设备以及核电反应堆进行控制，以及，方便多个操作员之间工作的协调与合作。

可选地，参见图1，所述核电反应堆控制系统，还包括：应急控制系统50，所述应急控制系统50与所述核电反应堆电连接，在所述核电反应堆处于所述第一工况时，且所述第一控制系统10处于停止工作状态的情况下，所述应急控制系统50用于控制所述核电反应堆处于安全停堆的状态。

本发明实施方式中，当出现紧急情况时，操作员可以通过应急控制系统50触发核电反应堆停堆、汽机跳闸、发电机跳闸或启动专设安全设施，这样，可以进一步提高核电反应堆的安全性。

本发明实施例还提供一种核电反应堆控制设备，包括上述的核电反应堆控制系统。由于本发明实施例提供的核电反应堆控制设备包括上述的核电反应堆控制系统，因而具有与上述核电反应堆控制系统相同的有益技术效果，而核电反应堆控制系统的结构可以参见上述实施例中的相应表述，具体在此不再赘述。

另外，核电反应堆控制设备还可以包括以下部件中的至少一种：

远程停堆站60：远程停堆站作为第一控制系统10不可用时的后备系统，设置两个简化计算机工作站，其功能是在第一控制系统10不可用时由操纵员在该站完成适当的操作以达到控制核电反应堆安全停堆的目的。

技术支持站63：核电反应堆中的每个机组在技术支持站设有一台监视终端，技术支持人员可以从这里对核电反应堆进行监视，提供技术支持，但不能对核电反应堆实施控制操作。

值长站62：设有一台监视终端，值长可通过此值长站中的终端对核电反应堆进行监视，提供技术支持，但不能对核电反应堆实施控制操作。

隔离办公站61：用于设备的隔离管理，设置有一台监视终端，执行挂牌功能以及给维修人员发放工作许可，该工作站不提供对核电反应堆的控制功能。

工程师站：进行系统维护，包括硬件配置组态，系统管理组态，数据库、计算库、历史库、图形、报表的生成，目标下装，数据库和计算公式的在线修改等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种核电反应堆控制系统，其特征在于，包括：

第一控制系统，所述第一控制系统设置于控制室内，且所述第一控制系统与核电反应堆对应的控制设备电连接；

第二控制系统，所述第二控制系统包括M个控制器，且每个所述控制器均分别与所述控制设备电连接，M为大于1的整数；

其中，当所述核电反应堆处于满足预设条件的第一工况，且所述第一控制系统处于停止工作状态的情况下，所述M个控制器中的至少部分控制器处于工作状态，且所述至少部分控制器用于控制所述核电反应堆由所述第一工况切换为不满足所述预设条件的第二工况。

2.根据权利要求1所述的核电反应堆控制系统，其特征在于，所述第一工况包括M个子工况，且M个子工况均不相同，所述M个控制器与所述M个子工况一一对应；

其中，当所述核电反应堆处于所述M个子工况中的目标子工况，且所述第一控制系统处于停止工作状态的情况下，所述M个控制器中与所述目标子工况对应的目标控制器处于工作状态，且所述目标控制器用于控制所述核电反应堆由所述目标子工况切换为所述第二工况。

3.根据权利要求1所述的核电反应堆控制系统，其特征在于，所述第一控制系统包括第一工作站和第二工作站，所述第一工作站和所述第二工作站分别与所述控制设备电连接，所述第一工作站用于控制所述控制设备，所述第二工作站用于根据所述控制设备获取的所述核电反应堆的状态，输出提示信息，所述提示信息包括报警信息和用于表示所述核电反应堆处于正常工作状态的信息中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的核电反应堆控制系统，其特征在于，所述第一工作站的数量为多个，且多个所述第一工作站位于所述第二工作站的同一侧，且多个所述第一工作站的显示屏朝向所述第二工作站设置。

5.根据权利要求3所述的核电反应堆控制系统，其特征在于，当所述第二工作站接收到用于表示操作权限验证通过的通知消息的情况下，所述第二工作站切换为用于控制所述控制设备的状态。

6.根据权利要求1所述的核电反应堆控制系统，其特征在于，所述核电反应堆控制系统，还包括：第三控制系统，所述第三控制系统与所述控制设备电连接，且所述第三控制系统的设置位置位于所述控制室内和所述控制室外中的至少一项。

7.根据权利要求6所述的核电反应堆控制系统，其特征在于，所述第三控制系统用于控制所述控制设备执行以下动作中的至少一项：

控制所述核电反应堆复位、控制所述核电反应堆旁通反应堆保护系统、控制目标参数显示和控制所述核电反应堆进行闭锁试验。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的核电反应堆控制系统，其特征在于，所述核电反应堆控制系统，还包括：显示器，所述显示器与所述第一控制系统和所述第二控制系统电连接，且所述显示器用于显示电厂和设备的状态。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的核电反应堆控制系统，其特征在于，所述核电反应堆控制系统，还包括：应急控制系统，所述应急控制系统与所述核电反应堆电连接，在所述核电反应堆处于所述第一工况时，且所述第一控制系统处于停止工作状态的情况下，所述应急控制系统用于控制所述核电反应堆处于安全停堆的状态。

10.一种核电反应堆控制设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的核电反应堆控制系统。