反应堆保护系统.ppt
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探测器信号送往各自仪表柜，由模拟电路产生 模拟显示、控制信号，由阈值继电器产生逻辑 输出信号，由接口电路分成两个在电气上没有 联系的逻辑信号。两个逻辑信号分别送往安装 在不同房间的对应保护柜中。
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380V电源
控制棒驱动机 构电源系统
断路器
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反应堆保护系统
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一、概述
反应堆保护系统（RPR）的功用：保护三大核 安全屏障（即燃料包壳、一回路压力边界和 安全壳）的完整性。当运行参数达到危及三 大屏障完整性的阈值时，紧急停闭反应堆， 必要时启动专设安全设施。
1、系统组成
反应堆保护系统RPR是广义的反应堆保护系统 的一部分，它包括那些为了保护反应堆，根 据电站参数变化而操作紧急停堆断路器和专 设安全设施执行机构的全部电气设备。
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3．逻辑图标识
核电站的图纸资料中有大量的逻辑图。逻辑图 中各种逻辑门符号和定时器符号。这些符号 在反应堆保护系统中也大量使用。
（1）“与”门
有2个以上输入信号。输入信号全为1时输出才 是1。只有当全部输入信号同时发生时，输出 才发生。
（2）“或”门
有2个以上输入信号。输入信号全为0时输出才 是0。输入信号只要有一个或一个以上发生时， 输出就发生。
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保护系统主要是针对Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类工况设计 的。为了确保其安全功能的实现，要求保护 系统的设计符合以下安全设计原则：
（1）单一故障准则
单一故障准则：要求某设备组合在其任何部位 发生单一随机故障时仍能执行其正常功能。 该准则要求保护系统内单一故障或单次事件 引起的故障不应有损于系统的保护功能。
20
在保护柜中，经过符合门，输出两个在电气上 没有联系的逻辑信号，它们分别到控制A,B 两个通道的紧急停堆断路器。逻辑信号为1 时（其电平为低电平）使紧急停堆断路器的 失压线圈断电，切断了控制棒驱动机构电源， 使控制棒在约3秒钟内全部落入堆芯。
2．设计准则 在最终安全分析报告中，对核电站各种瞬态
和事故进行了分析，把事件分为以下四类： （1）工况I——正常运行和正常运行瞬态 （2）工况Ⅱ——中等频率故障 （3）工况Ⅲ——稀有事故 （4）工况Ⅳ——极限事故
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各类工况是根据事件发生的频率和对公众的 放射性后果进行分类的，如下表所示。
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（6）可试验性和可维修性
保护系统应用冗余度的目的是为了使它们在 发生一些故障之后还能继续运行。
但是，为了能发现和修理故障的元件，防止 故障积累，导致总的保护系统故障，故需要 定期作试验。保护系统的冗余性为在线测试 提供了可能性。
在线测试主要有：针对仪表系统的T1测试， 针对逻辑单元的T2测试和针对执行器的T3测 试。通过测试可及时发现故障并及早排除。
2、逻辑系统、执行器和电源的冗余
为了排除由于环境因素、电气的物理现象相关
影响，具有相同保护功能的重复通道之间应
彼此独立，保持物理（或实体）上的分离及
电气上的隔离，以免丧失冗余性。
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独立性：在保护系统与控制系统乃至与其他系 统之间，要求在电气上和结构上是相互独立 的。
逻辑系列A和逻辑系列B分别装在两个彼此隔离 的房间，以实现物理隔离；模拟电路产生的 逻辑信号经隔离耦合电路传给几个逻辑电路， 以实现它们空间的电气隔离。
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（5）记忆门
实际上是触发器，有两个输入端，一个称置1 端，一个称复0端。置1端脉冲前沿将其输出 置为1，复0端脉冲前沿使输出为0。输出状 态决定于最后来的信号。
（6）前沿延时定时器
输出前沿在输入前沿t秒以后出现，后沿同输 入后沿。
（7）后沿延时定时器
输出前沿与输入同，后沿在输入后沿t秒后出
现。
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（3）多样性
多样性包括功能多样性和设备的多样性。对每 个预想的始发事件尽量用不同的物理效应或 不同的变量来监测。在某些条件下可用不同 类型的设备来测量同一物理量，以便克服共 模故障。
（4）故障安全
故障安全准则：当系统发生任何故障时仍能使 之保持在安全状态。例如，紧急停堆断路器 是在失去控制电源时动作（断开）的，从而 保证控制电源故障时反应堆是安全的。
（2）冗余性和独立性
为了使保护系统满足单一故障准则，提高反应 堆的安全性，设计中应采用冗余设计技术
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冗余性：具有相同保护功能的重复设置
1、系统和通道的冗余 安全监测通道的冗余、 安全逻辑装置的冗余和整个系统的冗余等
例如：在保护系统中广泛采用二重、三重和四 重通道及三取二（2／3）、四取二（2／4） 等逻辑符合电路等。
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Hale Waihona Puke Baidu
（5）逻辑符合
保护系统的设计必须能够满足可靠性和安全 性两方面的要求。增加可靠性的一个重要方 法是采用符合逻辑，它要求在采取保护动作 之前必须有两个或两个以上的冗余信号相符 合。采用符合逻辑也便于进行在线测试，因 为在此情况下，通道或装置可断开进行测试 而无需用跨接线进行短接，以防止触发保护 动作。
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（8）前后沿延时定时器 输出前沿在输入前沿t1秒后出现，输出后沿在
输入后沿t2秒后出现。
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二、反应堆保护系统原理简述
一个过程参数（如温度、压力、液位、流量等） 用多只探测器探测，其中供反应堆保护系统用 的至少两只（如源量程探测器和中间量程探测 器），最多4只。
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广义的反应堆保护系统还 包括过程仪表系统SIP和 核仪表系统RPN中有关保 护参数的传感器及模拟电 路。
由保护系统控制的安全设 施包括；
——蒸汽管道隔离装置；
——主给水隔离装置；
——安全壳隔离装置；
——安全注入系统；
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——安全壳喷淋系统； ——辅助给水泵； ——柴油发电机。
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（3）“非”门
有1个输入信号。输出信号的电平与输入相反。
（4）符合门
有2个以上的输入信号。对于左边的标识，当 输入信号中为1的数目大于等于框中所标数 值时输出为1。对于右边标识，分母代表输 入信号的数量，分子代表使输出为1的最少 输入信号为1的数目。
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控制棒驱动机 构电源系统
断路器
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一、概述
反应堆保护系统（RPR）的功用：保护三大核 安全屏障（即燃料包壳、一回路压力边界和 安全壳）的完整性。当运行参数达到危及三 大屏障完整性的阈值时，紧急停闭反应堆， 必要时启动专设安全设施。
1、系统组成
反应堆保护系统RPR是广义的反应堆保护系统 的一部分，它包括那些为了保护反应堆，根 据电站参数变化而操作紧急停堆断路器和专 设安全设施执行机构的全部电气设备。
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3．逻辑图标识
核电站的图纸资料中有大量的逻辑图。逻辑图 中各种逻辑门符号和定时器符号。这些符号 在反应堆保护系统中也大量使用。
（1）“与”门
有2个以上输入信号。输入信号全为1时输出才 是1。只有当全部输入信号同时发生时，输出 才发生。
（2）“或”门
有2个以上输入信号。输入信号全为0时输出才 是0。输入信号只要有一个或一个以上发生时， 输出就发生。
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保护系统主要是针对Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类工况设计 的。为了确保其安全功能的实现，要求保护 系统的设计符合以下安全设计原则：
（1）单一故障准则
单一故障准则：要求某设备组合在其任何部位 发生单一随机故障时仍能执行其正常功能。 该准则要求保护系统内单一故障或单次事件 引起的故障不应有损于系统的保护功能。
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在保护柜中，经过符合门，输出两个在电气上 没有联系的逻辑信号，它们分别到控制A,B 两个通道的紧急停堆断路器。逻辑信号为1 时（其电平为低电平）使紧急停堆断路器的 失压线圈断电，切断了控制棒驱动机构电源， 使控制棒在约3秒钟内全部落入堆芯。
2．设计准则 在最终安全分析报告中，对核电站各种瞬态
和事故进行了分析，把事件分为以下四类： （1）工况I——正常运行和正常运行瞬态 （2）工况Ⅱ——中等频率故障 （3）工况Ⅲ——稀有事故 （4）工况Ⅳ——极限事故
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各类工况是根据事件发生的频率和对公众的 放射性后果进行分类的，如下表所示。
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（6）可试验性和可维修性
保护系统应用冗余度的目的是为了使它们在 发生一些故障之后还能继续运行。
但是，为了能发现和修理故障的元件，防止 故障积累，导致总的保护系统故障，故需要 定期作试验。保护系统的冗余性为在线测试 提供了可能性。
在线测试主要有：针对仪表系统的T1测试， 针对逻辑单元的T2测试和针对执行器的T3测 试。通过测试可及时发现故障并及早排除。
2、逻辑系统、执行器和电源的冗余
为了排除由于环境因素、电气的物理现象相关
影响，具有相同保护功能的重复通道之间应
彼此独立，保持物理（或实体）上的分离及
电气上的隔离，以免丧失冗余性。
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独立性：在保护系统与控制系统乃至与其他系 统之间，要求在电气上和结构上是相互独立 的。
逻辑系列A和逻辑系列B分别装在两个彼此隔离 的房间，以实现物理隔离；模拟电路产生的 逻辑信号经隔离耦合电路传给几个逻辑电路， 以实现它们空间的电气隔离。
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（5）记忆门
实际上是触发器，有两个输入端，一个称置1 端，一个称复0端。置1端脉冲前沿将其输出 置为1，复0端脉冲前沿使输出为0。输出状 态决定于最后来的信号。
（6）前沿延时定时器
输出前沿在输入前沿t秒以后出现，后沿同输 入后沿。
（7）后沿延时定时器
输出前沿与输入同，后沿在输入后沿t秒后出
现。
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（3）多样性
多样性包括功能多样性和设备的多样性。对每 个预想的始发事件尽量用不同的物理效应或 不同的变量来监测。在某些条件下可用不同 类型的设备来测量同一物理量，以便克服共 模故障。
（4）故障安全
故障安全准则：当系统发生任何故障时仍能使 之保持在安全状态。例如，紧急停堆断路器 是在失去控制电源时动作（断开）的，从而 保证控制电源故障时反应堆是安全的。
（2）冗余性和独立性
为了使保护系统满足单一故障准则，提高反应 堆的安全性，设计中应采用冗余设计技术
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冗余性：具有相同保护功能的重复设置
1、系统和通道的冗余 安全监测通道的冗余、 安全逻辑装置的冗余和整个系统的冗余等
例如：在保护系统中广泛采用二重、三重和四 重通道及三取二（2／3）、四取二（2／4） 等逻辑符合电路等。
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Hale Waihona Puke Baidu
（5）逻辑符合
保护系统的设计必须能够满足可靠性和安全 性两方面的要求。增加可靠性的一个重要方 法是采用符合逻辑，它要求在采取保护动作 之前必须有两个或两个以上的冗余信号相符 合。采用符合逻辑也便于进行在线测试，因 为在此情况下，通道或装置可断开进行测试 而无需用跨接线进行短接，以防止触发保护 动作。
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（8）前后沿延时定时器 输出前沿在输入前沿t1秒后出现，输出后沿在
输入后沿t2秒后出现。
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二、反应堆保护系统原理简述
一个过程参数（如温度、压力、液位、流量等） 用多只探测器探测，其中供反应堆保护系统用 的至少两只（如源量程探测器和中间量程探测 器），最多4只。
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广义的反应堆保护系统还 包括过程仪表系统SIP和 核仪表系统RPN中有关保 护参数的传感器及模拟电 路。
由保护系统控制的安全设 施包括；
——蒸汽管道隔离装置；
——主给水隔离装置；
——安全壳隔离装置；
——安全注入系统；
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——安全壳喷淋系统； ——辅助给水泵； ——柴油发电机。
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（3）“非”门
有1个输入信号。输出信号的电平与输入相反。
（4）符合门
有2个以上的输入信号。对于左边的标识，当 输入信号中为1的数目大于等于框中所标数 值时输出为1。对于右边标识，分母代表输 入信号的数量，分子代表使输出为1的最少 输入信号为1的数目。
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