CN212256937U

CN212256937U - 一种仪控系统

Info

Publication number: CN212256937U
Application number: CN202021507716.8U
Authority: CN
Inventors: 孙娜; 张�杰; 宿俊海; 邳立鹏; 王占元; 张瑞萍; 吕爱国
Original assignee: Hualong International Nuclear Power Technology Co Ltd
Current assignee: Hualong International Nuclear Power Technology Co Ltd
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2020-12-29
Anticipated expiration: 2030-07-27

Abstract

本申请提供一种仪控系统，包括智能仪表、第一分布式控制系统机柜、第二分布式控制系统机柜、第三分布式控制系统机柜、第四分布式控制系统机柜和第五分布式控制系统机柜，其中：所述第一分布式控制系统机柜的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表连接；所述第二分布式控制系统机柜的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表连接；所述第三分布式控制系统机柜的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表连接；所述第四分布式控制系统机柜的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表连接；所述第五分布式控制系统机柜的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表连接。本申请可以减少核电厂运行的资源消耗。

Description

一种仪控系统

技术领域

本申请实施例涉及核电技术领域，并且更具体地，涉及一种仪控系统。

背景技术

当前核电厂仪控系统通常以分布式控制系统为核心，以计算机化人机接口为控制室主要监控手段。总体结构按功能分为4层，分别为工艺系统层、自动控制和保护层、操作和信息管理层和全厂技术管理层。当前核电站仪表和控制系统总体结构大多数采用的方案中，工艺系统层多采用模拟仪表，与自动控制层之间采用硬接线连接，电缆量很大，造成核电厂运行的资源消耗较多。

实用新型内容

本申请实施例提供一种仪控系统，以解决核电厂运行的资源消耗较多的问题。

本申请实施例提供一种仪控系统，包括智能仪表、第一分布式控制系统机柜、第二分布式控制系统机柜、第三分布式控制系统机柜、第四分布式控制系统机柜和第五分布式控制系统机柜，其中：

所述第一分布式控制系统机柜的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表连接；

所述第二分布式控制系统机柜的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表连接；

所述第三分布式控制系统机柜的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表连接；

所述第四分布式控制系统机柜的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表连接；

所述第五分布式控制系统机柜的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表连接。

这样，本申请实施例中，通过现场总线将智能仪表与第一分布式控制系统机柜、第二分布式控制系统机柜、第三分布式控制系统机柜、第四分布式控制系统机柜和第五分布式控制系统机柜连接，从而达到了减少核电厂运行的资源消耗的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种仪控系统的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种仪控系统的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种仪控系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种仪控系统的结构示意图，如图1所示，包括智能仪表100、第一分布式控制系统机柜200、第二分布式控制系统机柜300、第三分布式控制系统机柜400、第四分布式控制系统机柜500和第五分布式控制系统机柜600，其中：

所述第一分布式控制系统机柜200的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表100连接；

所述第二分布式控制系统机柜300的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表100连接；

所述第三分布式控制系统机柜400的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表100连接；

所述第四分布式控制系统机柜500的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表100连接；

所述第五分布式控制系统机柜600的信号采集设备通过现场总线与所述智能仪表100连接。

其中，上述智能仪表100可以监测核电厂参数和各设备的运行状态，例如：反应堆温度、稳压器压力和蒸汽发生器水位等等。

其中，通过现场总线技术，设备之间的通信为总线电缆或光纤传输，可以有效减少硬接线点及电缆，解决电缆超容，逐步降低仪控电缆成本。

其中，上述第一分布式控制系统机柜200可以执行核电厂控制和监视功能，例如：反应堆温度和功率控制、稳压器压力和水位控制和蒸汽发生器水位控制等。通过第一分布式控制系统机柜200，核电厂正常运行期间可以满足各种工况下电厂的正常运行需求，维持电厂安全可靠输出功率，核电厂偏离正常运行期间，可以防止自动紧急停堆和专设安全设施动作，维持电厂主要参数在正常运行范围内。

其中，上述第二分布式控制系统机柜300可以实现将核电厂从事故后带入可控状态所需的功能，例如：堆芯相关的保护、二回路相关的保护和保护功能的系统级手动触发等。第二分布式控制系统机柜300可以监测与反应堆安全有关的电厂变量，当变量达到或超过安全分析确定的整定值时，触发紧急停堆和启动专设安全设施，保护三大核安全屏障完整性，使电站达到可控状态。

其中，上述第三分布式控制系统机柜400可以将向非安全级机柜传送的报警、监视等信息通过单向通信方式，实现安全级向非安全级的单向传输，定周期发送固定格式数据。

其中，上述第四分布式控制系统机柜500可以应对部分DEC-A工况，例如：应对设计基准事故叠加反应堆保护系统软件共因失效和由反应堆停堆系统设备故障引起的未能停堆的预期瞬态。第四分布式控制系统机柜500可以实现：提供多样化、备用的自动驱动信号，当规定的电厂参数超过整定值时自动停堆并驱动选定的专设安全设施；提供多样化、备用的手动触发反应堆停堆和选定的专设安全设施功能；为选定的电厂参数提供独立的多样性指示等功能。另外，第四分布式控制系统机柜500作为第二分布式控制系统机柜300的后备，与第二分布式控制系统机柜300完全独立，例如：第四分布式控制系统机柜500的传感器、驱动器以及控制处理设备均与第二分布式控制系统300完全独立。

其中，上述第五分布式控制系统机柜600可以应对除第二分布式控制系统机柜300失效引起的DEC-A工况之外的DEC-A工况和DEC-B工况，例如：由于FC1、FC2功能丧失或多个独立事件叠加而导致的多重故障序列的DEC-A工况、在丧失所有交流电导致的严重事故、严重事故叠加丧失所有交流电的工况以及其他事故工况导致常规仪控失效的情况下，缓解和监控严重事故。在严重事故工况下，第五分布式控制系统机柜600可以提供必要的监测和控制手段，以缓解事故后果。

另外，上述第一分布式控制系统机柜200、第二分布式控制系统机柜300、第三分布式控制系统机柜400、第四分布式控制系统机柜500和第五分布式控制系统机柜600都可以包括信号采集设备、信号处理设备、信号输出设备、通信设备和控制显示设备等，以完成信号采集、信号处理和信号输出等功能。

本实施例中，通过智能仪表100与第一分布式控制系统机柜200、第二分布式控制系统机柜300、第三分布式控制系统机柜400、第四分布式控制系统机柜500和第五分布式控制系统机柜600之间采用现场总线连接，从而达到了减少核电厂运行的资源耗费的技术效果。

请参阅图2，图2是本申请实施例提供的另一种仪控系统的结构示意图，如图2所示，包括智能仪表100、第一分布式控制系统机柜200、第二分布式控制系统机柜300、第三分布式控制系统机柜400、第四分布式控制系统机柜500和第五分布式控制系统机柜600，其中：

本实施例中，上述第一分布式控制系统机柜200、第二分布式控制系统机柜300、第三分布式控制系统机柜400、第四分布式控制系统机柜500和第五分布式控制系统机柜600可以与主控室700连接，如图3所示，主控室700包括人机交互设备和数据处理设备，例如：操作员站、屏幕、安全显示设备、多样性人机接口盘和严重事故处理盘等等。其中：多样性人机接口盘为第四分布式控制系统机柜500在主控室700的控制盘，在反应堆保护系统发生共模故障的情况下，主控室700操纵员可以通过多样性人机接口盘上的操作设备以及相应的报警、指示仪表，实现对电厂的安全监控，将反应堆带到并维持在安全状态；严重事故处理盘为第五分布式控制系统机柜600在主控室700的控制盘，在电厂发生严重事故且全厂断电的情况下，主控室700操纵员可以通过严重事故操作盘上的操作设备以及相应的报警、指示仪表，对电厂发生的严重事故执行预防和缓解功能。另外，本实施例中取消了后备盘，当计算机信息和控制系统不可用时，直接将反应堆停堆或降功率处理。可选的，所述仪控系统还包括信号隔离设备800，其中：

所述信号隔离设备800第一端与所述智能仪表100连接；

所述信号隔离设备800第二端与所述第一分布式控制系统机柜200连接；

所述信号隔离设备800第三端与所述第二分布式控制系统机柜300连接；

所述信号隔离设备800第四端与所述第四分布式控制系统机柜500连接；

所述信号隔离设备800第五端与所述第五分布式控制系统机柜600连接。

其中，上述信号隔离设备800可以用于不同安全等级之间，例如：安全等级为FC1级的第二分布式控制系统机柜300传输的信号与安全等级为FC2级的第三分布式控制系统机柜400传输的信号可以通过信号隔离设备进行隔离。该实施方式中，通过信号隔离设备800将不同安全等级设备的通信隔离，可以实现提高仪控系统的安全性的技术效果。

可选的，所述仪控系统还包括优先级逻辑处理机柜900，其中：

所述优先级逻辑处理机柜的第一端与所述第一分布式控制系统机柜的信号输出设备连接；

所述优先级逻辑处理机柜的第二端与所述第二分布式控制系统机柜的信号输出设备连接；

所述优先级逻辑处理机柜的第三端与所述第三分布式控制系统机柜的信号输出设备连接；

所述优先级逻辑处理机柜的第四端与所述第四分布式控制系统机柜的信号输出设备连接；

所述优先级逻辑处理机柜的第五端与所述第五分布式控制系统机柜的信号输出设备连接。

其中，上述优先级逻辑处理机柜900可以预先设定优先级逻辑，针对不同的命令进行优先级判断。该实施方式中，通过第一分布式控制系统机柜200、第二分布式控制系统机柜300、第三分布式控制系统机柜400、第四分布式控制系统机柜500和第五分布式控制系统机柜600与优先级逻辑处理机柜900连接，对不同安全等级的命令进行优先级逻辑判断，然后按高低顺序进行指令输出。

另外，在本实施例中，可以新增FC2级的通信链路，实现FC2级仪控系统与FC1级仪控系统的通信隔离。并且安全功能处理器与通信控制器独立，并异步工作，通信故障不会影响安全功能。

该实施方式可以实现提高仪控系统安全性的技术效果。

可选的，所述第三分布式控制系统机柜400的等级为F-SC2级。

其中，上述第三分布式控制系统机柜400的等级可以为F-SC2级，执行FC2级功能，上述F-SC2级设备相比于F-SC1级设备，在设备鉴定、软件验证、质保等各方面均要求要低，因此会大大降低设备采购成本，提升经济性。

该实施方式中，通过将第三分布式控制系统机柜400的等级从F-SC1级变为F-SC2级，降低设备造价，可以提高核电厂运行的经济性。

可选的，所述第四分布式控制系统机柜500的等级为F-SC2级。

其中，上述F-SC2级相比于F-SC3级安全等级更高，为了满足国际原子能组织提出的安全性要求，第四分布式控制系统机柜500实现的功能为FC2级，因此需要采用F-SC2级第四分布式控制系统机柜500。另外，上述第四分布式控制系统机柜500作为第二分布式控制系统机柜300的后备，与第二分布式控制系统机柜300完全独立。

该实施方式中，通过将第四分布式控制系统机柜500的等级从F-SC3级变为F-SC2级，可以提高核电厂运行的安全性。

可选的，所述仪控系统还包括第一安全显示设备1001和第二安全显示设备1002，其中：

所述第一安全显示设备1001的等级为SC1级，且所述第一安全显示设备1001与第二分布式控制系统机柜300连接；

所述第二安全显示设备1002的等级为SC2级，且所述第二安全显示设备1002与第三分布式控制系统机柜400连接。

其中，上述SC1级的第一安全显示设备1001可以与F-SC1级设备相对应，上述SC2级的第二安全显示设备1002可以与F-SC2级设备相对应，例如：第一安全显示设备1001与第二分布式控制系统机柜300连接，第二安全显示设备1002与第三分布式控制系统机柜400连接。操纵员可直接在相对应的SVDU上进行操作，解决了调屏引起的安全性问题。另外，SC2级的SVDU比SC1级的SVDU在设备鉴定、软件验证、质保等各方面均要求要低，因此会降低设备的采购成本，提升经济性。

该实施方式中，通过第一安全显示设备1001与第二分布式控制系统机柜300连接，第二安全显示设备1002与第三分布式控制系统机柜400连接，可以解决安全显示设备利用率低以及调屏引起的安全性问题，实现了提高核电厂运行的安全性和经济性的技术效果。

可选的，所述仪控系统的输出端与单向网闸1100连接。

其中，上述单向网闸1100可以确保网络数据只从高安全等级的网络向低安全等级的网络进行传输，例如：安全等级FC1级的网络可以向安全等级FC2级的网络和安全等级FC3级的网络进行传输，安全等级FC2级的网络可以向安全等级FC3级的网络进行传输，安全等级FC3级的网络可以向安全等级NC级的网络进行传输，但安全等级FC3级的网络不可以向安全等级FC1级的网络和安全等级FC2级的网络进行传输。该实施方式中，通过单向网闸1100对位于生产控制大区的控制区的仪控系统与生产控制大区的非控制区进行隔离，保证网络的安全，可以达到提高仪控系统的安全性的技术效果。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种仪控系统，其特征在于，包括智能仪表、第一分布式控制系统机柜、第二分布式控制系统机柜、第三分布式控制系统机柜、第四分布式控制系统机柜和第五分布式控制系统机柜，其中：

2.如权利要求1所述的仪控系统，其特征在于，所述仪控系统还包括信号隔离设备，其中：

所述信号隔离设备第一端与所述智能仪表连接；

所述信号隔离设备第二端与所述第一分布式控制系统机柜连接；

所述信号隔离设备第三端与所述第二分布式控制系统机柜连接；

所述信号隔离设备第四端与所述第四分布式控制系统机柜连接；

所述信号隔离设备第五端与所述第五分布式控制系统机柜连接。

3.如权利要求1所述的仪控系统，其特征在于，所述仪控系统还包括优先级逻辑处理机柜，其中：

4.如权利要求1所述的仪控系统，其特征在于，所述第三分布式控制系统机柜的等级为F-SC2级。

5.如权利要求1所述的仪控系统，其特征在于，所述第四分布式控制系统机柜的等级为F-SC2级。

6.如权利要求1所述的仪控系统，其特征在于，所述仪控系统还包括第一安全显示设备和第二安全显示设备，其中：

所述第一安全显示设备的等级为SC1级，且所述第一安全显示设备与第二分布式控制系统机柜连接；

所述第二安全显示设备的等级为SC2级，且所述第二安全显示设备与第三分布式控制系统机柜连接。

7.如权利要求1所述的仪控系统，其特征在于，所述仪控系统的输出端与单向网闸连接。