核电厂安全仪表控制系统的发展
核电站数字化仪控DCS
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核电站数字化仪控系统
深圳中广核工程设计有限公司（CNPDC）
中国核电/仪控系统发展历程
FCD时间
1984
1987.8
1997.5 1999.12
2005.12 2007.8 2008.2 2009
商运时间
秦山一期 大亚湾 1991.12 1994.5
岭澳一期 田湾一期 2003.1 2007.5
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核电站数字化仪控系统
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核电站数字化仪控(DCS) 方案的背景
数字化仪控的应用和发展
计算机技术、网络技术快速发展和广泛应用，已有多种成熟、可靠的DCS 商业产品。国内火力发电机组已成功应用自主知识产权的DCS，国内、国 外DCS产品已形成了竞争的局面。
国内60万和30万火力发电机组已积累了使用DCS系统的经验，秦山一期/三 期，大亚湾/岭澳核电站一期也积累了使用某些数字技术（如数据采集，常 规岛控制）的经验。
常规模拟式仪控系统
岭澳二期 红沿河一期 宁德一期 台山EPR
2010.5
全部数字化仪控自主 化设计/国产化开始
主控室自主化设计
数字化仪控系统
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核电站数字化仪控系统
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继电器控制机柜—岭澳一期（数量大、检修靠人工）
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Interruptor
核电站数字化仪控系统
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核电站数字化仪控系统
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核电站数字化仪控(DCS) 方案的背景
核电站仪控系统采用数字化已是一种迫切的需要和必然的趋势
法国N4 MCR示意图
1核电厂仪表与控制
核电厂仪表与控制第一章：1.压水堆核电厂主要由核反应堆、一回路系统、二回路系统和其他辅助系统组成。
2.核电厂仪表与控制系统的功能可以归纳为三种：监视功能、控制功能、保护功能。
3.控制功能包括：1)反应堆控制系统：包括反应性控制、功率水平控制和功率分布控制。
2)蒸汽旁路排放控制系统：为了解决核岛和常规岛发生功率失配而设置的，它是功率控制系统的辅助系统，在常规岛发生短暂事故时，为了不使反应堆停堆，可将其功率由蒸汽旁路排放系统吸收。
3)稳压器压力和液位调节系统：为了调节维持一回路的工作压力不变，同时能保持一回路内水温和化学成分的均匀性。
4)蒸汽发生器水位调节系统：作用是保证使蒸汽发生器二次侧水位维持在整定值上，以便消除各种扰动，保证二回路系统的正常运行。
5)汽轮机调节系统：通过调节汽轮机进气阀对机组实施功率控制和频率控制等。
4.对安全级设备，必须制定清晰、完整、明确的技术规格书，在设计、制造、安装和运行的全过程都根据此规格书检查仪表及其供电设备。
第二章：1.自动控制是一门理论性很强的工程技术学科，自动控制原理是该学科的基础理论。
所谓自动控制就是在没有人直接参加的情况下，利用控制装置使被控制对象自动地按照预定的规律运行或变化。
2.如果系统的输出量与输入量之间不存在反馈，则叫做开环控制系统。
凡是系统输出量对控制作用能有直接影响的系统，都叫做闭环控制系统。
3.一般闭环控制系统：P94.阶跃相应的几个动态性能指标:调节时间Ts：也称为过度过程时间。
指响应曲线从输入信号开始，到最后进入偏离给定值的误差为±5%（或±2%）范围为Δ，并且不再越出这个范围的时间，记作Ts.调节时间是衡量控制系统快速性指标。
衰减比n和衰减率φ：衰减比表示振荡过程衰减的程度，是衡量过度过程稳定程度的动态指标。
5.前馈控制的原理是：当系统受到扰动时，立即从扰动作用取得信息，并以此通过控制器产生控制作用，以消除扰动时被控制量的影响。
核电站数字化仪控系统简介
ECP 命令、ESFAS 命令、多样化系统（如果有）命令、来自 后备盘或安全VDU的1E 级单个手动（如果有）命令高于NC 级命令。
优先功能取决于I&C 的安全功能分级，并依照相应的可靠性进 行设计和实施。
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可试验性
保护系统：
（1）反应堆紧急停堆 RTS （2）专设安全设施 ESFAS 安全监测系统: （1）事故后监测系统 PAMS
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紧急停堆
系统结构及功能
紧急停堆所需自动监测的变量： 中子注量率
反应堆冷却剂温度 反应堆冷却剂系统压力（稳压器压力） 稳压器水位 反应堆冷却剂流量和反应堆冷却剂泵断路器断开 反应堆冷却剂泵转速 蒸汽发生器给水流量 蒸汽发生器水位 汽轮发电机运行状态（保护流体低压信号和低压缸截止
设计准则
系统自检：自检应包括但不限于RAM 和ROM 故障检查、运算处理单 元故障检查、数据链接存储器检查、CPU 看门狗定时器复位检查、通 讯状态检查、IO 模块和接线检查、外围模件检查等。
定期试验：试验范围应覆盖DCS 系统的如下部分：保护和安全监测系统、 ATWT 系统及其他有特殊要求的NC 系统，并且应进行全通道试验，从探 测器至驱动器。遵守IEC 60671。
在反应堆装置运行时以及停堆后一定时间内，由于辐 射的原因，对大部分设备来说人员是不能接近的；
系统安全性、可靠性要求高，运行质量直接与仪控系 统性能相关；
控制和监测核燃料裂变链式反应及堆芯状态监测的必 要性；
大量核物理、热工、水力及其它一些直接测量无法得 到的参数计算多，且精确性和实时性要求高。
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核电厂仪表与控制
压水堆核电厂操纵人员基础理论培训系列教材
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核电厂仪表与控制系统概述 自动控制与调节基本常识 核电厂反应堆功率检测仪表 核电厂过程参数检测仪表 核电厂反应堆控制系统 反应堆冷却机系统过程参数的控制 二回路过程参数的控制 汽轮机的控制和保护 反应堆保护系统 集散控制系统简述 核电厂控制室和信息系统
三、核电厂反应堆功率检测仪表
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1、核功率测量原理 ①核功率测量的特点是量程宽、响应快。通过中子注量率的测量可以方便地获取反应堆 功率、功率的变化率和功率分布的信息。有利于操纵人员监视反应堆的瞬变状态和越线 快速报警，还可以迅速地为功率调节系统和保护系统提供必要的信息。 ②核功率与热功率 反应堆的热功率，就是由反应堆燃料提供给冷却剂的总功率。 可用下式表示：
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③自动控制系统的类型： 1）恒值调节系统——这类系统的任务是维持被控制量等于一个给定的常值。该类系统需 要克服的是各种能使被控制量偏离给定值的扰动。控制的作用就是在有扰动输人时,尽快 使被控制量恢复到等于给定值。 2）随动系统——随动系统的给定值是一个不能预知的随时间变化的量,系统的任务是保 证被控制量以一定的精度跟随输人量的变化而变化。 3）程序控制系统——这类系统的输人量是一个已知的时间函数。系统的任务是使输出量 以一定的精度随输人量的变化而变化。 4）过程控制系统——当控制系统的输出量是温度、压力、流量、液位或pH值等一些变 量时,则称为过程控制系统。
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2、自动控制系统的性能特性 ①稳定性：稳定性是系统能够工作的重要条件。系统在扰动作用下，其输出要偏离原平 衡状态，产生偏差。当扰动消除后，经过一段时间，如果偏差能消除，则系统是稳定 的。否则就是不稳定的。 ②阶跃响应的几个动态性能指标： 1）最大动态偏差和超调量 2）调节时间（过渡过程时间） 3）衰减比和衰减率 ③静态误差：系统的时间响应结束后，被控制参数达到的稳定值与给定值之间的偏差， 成为静态误差，也叫稳态误差。 3、物理系统的数学模型 系统动态特性的数学表达式，叫做系统的数学模型。
核电厂安全仪表控制系统的发展
核电厂安全仪表控制系统的发展摘要：核电厂的保护系统用来在核电厂异常和事故工况下停堆并且缓解事故状况。
核电站保护系统是核安全级系统,并且应在安全设计要求的引导下开发。
核仪表与控制系统开发项目正在开发数字化保护系统和安全级可编程逻辑控制器。
为了优化核电站保护系统的设计,可编程逻辑控制器应该满足通讯、实时性、可靠性、性能、设备硬件鉴定和软件整定的要求等。
在核仪表与控制系统开发项目下开发的数字化核电站保护系统和可编程逻辑控制器将用于升级现有运行核电厂的仪表与控制系统和新的核电厂仪表控制系统。
关键词：反应堆保护系统；核电仪表；安全1核电厂保护系统的设计趋势核电站保护系统(DR)应该在核电厂异常和事故工况下自动停堆并且缓解事故状况。
因此,一个核电站保护系统包括一个反应堆保护系统和一个工程安全设施启动系统。
其中，反应堆保护系统的作用是：在异常情况下自动停堆；工程安全设施启动系统则用于开启阀和泵来缓解事故情况。
通常，一个反应堆保护系统包括4个通道，每个通道拥有相同的构造和设备。
每个反应堆保护系统的通道从4个独立的Class-IE仪表通道中的一个获得过程参数的值，如果其中一个过程参数的值超过了设定的事故保护定值，系统通道则输出停堆信号。
如图1所示，每个通道包含一个双稳态触发器BP、与门触发器CP、测试处理器TP。
双稳态触发器比较过程参数值和事故保护定值，然后产生停堆状态信号。
与门触发器对这个停堆状态信号进行4取2逻辑判断。
测试处理器则对双稳态触发器和与门触发器进行维护和测试。
工程安全设施启动系统使用从反应堆保护系统得来的初始信号，来产生启动安全设施（如泵、阀）用的启动信号。
通常情况下，为了满足冗余需求，工程安全设施启动系统要有两套，每套都需要具有工程安全设施的功能，如：安全注入启动、外壳隔离启动、外壳喷射启动、Main-Stream-Isolation和辅冷却水启动。
核电站保护系统的主要设计要求如下：核电站的仪表和控制系统是核电站的重要组成部分，机组的安全、可靠、经济运行在很大程度上取决于I&C设备的性能水平。
核电数字化仪控远程智能运维系统的应用分析
核电数字化仪控远程智能运维系统的应用分析摘要：数字化仪控在核电厂中的应用操作，为现有工作人员提供了信息资讯，也保证了核电厂的有效运作。
在核电厂数字化仪控系统之中，通讯网络是最为核心的部分，为控制系统的落实推进和工作执行带来了数据支撑保障，也促进了管理升级。
本文结合我国常见的核电厂数字化仪控系统的通讯网络结构，对其中的工作状态和工作模式进行了综合的分析，以求加快通信网络升级，保证核电厂工作的稳定性和高效性。
关键词：核电厂；数字化仪控系统；远程智能运维引言:在当前的发展阶段，我国核电厂的仪控系统逐渐开始使用数字化的仪控装置，同时在数字化仪控系统结构之中，通信网络系统占据了较为重要的地位，为后期的系统控制和相互的控制站之间的数据信息管控分析提供了重要的工作基础。
在核电厂仪控系统操作中，设定了安全级以及非安全级两种，安全级系统需要具备多种安全操作功能结构，为此对于系统仪器设备的基础性能以及仪控设备的安全操作管理有着较高的管理基本要求。
通信网络作为当前数字化仪控系统的核心内容，在安全级数字化仪控系统中的作用逐渐地凸显。
为此就需要保证通信网络的功能多元化，以适应不同的故障问题以及安全管理基础要求，这也是保证通信网络安全有效的基础原则。
一、核电数字化仪控系统的相关概述核电数字化仪控系统是整个核电厂的核心系统，是保证核电站安全稳定运行的基础操作体系和工作项目。
运维管理作为核电站生命周期稳定的工作核心和基础，是保证核电站安全操作的管理基础手段。
随着新型核电站建设管理的不断加强，通过对已有核电站的不断优化和转型，核电站已经逐渐依托数字化仪控系统构建出了核电站的运行操作，实现了系统的控制和保护。
数字化仪控系统的产品内容也是因为规模化的集成电路信息资料的应用，智能化发展管理要求的提升，核电数字化仪控系统的工作方式不断升级。
传统人为的修订和优化模式，已经不能适应核电数字化仪控系统维护操作管理要求，因此全面优化维修技术和运维工作方式就显得尤为必要。
核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势
核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势随着科技的迅猛发展，核电厂数字化仪表与控制系统在核电行业中的应用越来越广泛，这些先进的技术不仅提高了核电厂的安全性和可靠性，还提高了核电厂的运行效率和经济性。
本文将介绍核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势。
一、应用现状1. 数字化仪表与控制系统在核电厂中的应用数字化仪表是指使用数字技术替代原有的模拟仪表，数字化控制系统则是使用数字技术替代原有的模拟控制系统。
数字化仪表与控制系统的应用，使得核电厂的监测、控制和保护等功能更加可靠和高效。
数字化仪表具有抗干扰能力强、精度高、易于维护等优点，而数字化控制系统具有分布式、智能化、网络化等特点。
目前，全球大部分核电厂已经采用了数字化仪表与控制系统，并且很多核电厂正在进行数字化改造。
数字化仪表与控制系统在核电厂的安全中扮演着非常重要的角色。
它们可以实时监测核电厂的运行参数，保证核电厂的安全性。
在发生异常事件时，数字化仪表与控制系统能够迅速响应，及时采取措施，减小事故的危害程度。
数字化仪表与控制系统的应用大大提高了核电厂的安全性。
数字化仪表与控制系统的应用还提高了核电厂的经济性。
由于数字化技术的应用，核电厂的运行效率得到了提高，能够减少人力资源的消耗，减小能源损耗，提高了核电厂的经济效益。
二、发展趋势1. 智能化数字化仪表与控制系统将会向着智能化的方向发展。
随着人工智能技术的发展，数字化仪表与控制系统将会具备更加智能的功能。
智能化的数字化仪表与控制系统将会更加自动化、自适应、自修复，能够更好地满足核电厂对于安全、高效、经济的要求。
2. 网络化未来的数字化仪表与控制系统将会更加网络化。
这将使得核电厂的信息化水平得到进一步提高，能够实现远程监控、远程维护等功能。
通过互联网，数字化仪表与控制系统能够实现更加智能的运行。
3. 安全性数字化仪表与控制系统在安全性方面将会有更进一步的提升。
核电厂运行过程中，对于安全性的要求是非常高的，数字化仪表与控制系统将会向着更加安全可靠的方向发展，能够更好地保证核电厂的安全。
核电厂安全重要仪表和控制系统标准体系概述
文 献标 志码 ：Ａ
Ａｂｔａ ｔ ｈ ｕｒｎ ｔｔｓａｄｄ ｖｌｐ ｎ ｌ ｆ ｕｌａ ｏ ｅ ｌｎｓ（ Ｐ ）ａ ｄｔｅｓ ｎ ａｄ ｒ ｕ ｌａ ｏ ｅ ｕ ｏ ｎｒ ｒ ｉｔ — ｓｒｃ ：Ｔ ｅｃ ｒ ｔ ａｕ ｎ ｅ ｅ ｍｅ ｔ ａ ｏ ｃ ｒ ｗ ｒ ａ ｔ Ｎ Ｐ ｎ ｔ ｄ ｒｓｏ ｃｅ ｒ ｗ ｒｉ ｏ ｒ ｕ ｔ ａｅ ｎｒ ｅ ｓ ｏ ｐｎ ｎ ｅ ｐ ｐ ｈ ａ ｆ ｎ ｐ ｎ ｃ ｙ ｏ ｄ ｃｄ ｈ ｎｔ ｎ ｎ ｃｐ ｓ ｆｈ ａ ｔ ａｄｓ ｎｆ ａ ｔｎｔ ｍｅ ｔ ｉｎ＆ｃ ｎｒｌｙｔｍｓ（＆Ｃ）ｆｒｐｅｓｒ ｅ— ａｅ ａ ｔｒ Ｐ ｎ ｅ ｕｅ ．Ｔ ｅｆ ｃｉ ｓ ｄｓｏ ｅ ｅｓｆ ｙ ｎ ｉ ｉｃ ｎ ｓ ｕ ｎａ ｏ ｕ ｏ ａ ｏｔ ｅ ｇｉ ｉ ｒ ｔ ｏｔ ｓ ｏｓ ｅ Ｉ ｏ ｒｓｕ ｚｄｗ ｔｒ ｅｃｏ Ｐａｄｒ— ｉ ｒ Ｎ
时， 占全 国总发 电量的 ６ 以上。同时 ， ％ 考虑到核 电的后 续发展 ， ２２ 年末 ， 到 ＯＯ 在建核电容量应保持在 １０ ０万 ｋ ８ Ｗ
在对 国外先 进 的核 电厂安全 重要 仪表 和控制 系统标 准体 系进行 分析 的基 础上 ， 绍 了压水堆 核 电厂 安全 重要 仪 表和 控制 系 统标 准 的 介
编制 策略 和体 系结构 。
关键 词 ：压水堆
核 电厂
安全 重要
仪表 和控制 系统
标 准体 系
中图分类 号 ：Ｔபைடு நூலகம்３ Ｌ６
核 电厂安全重要仪表和控 制系统标准体 系概述 章坚青 ， 等
核 电厂 安 全 重要 仪 表 和 控制 系统 标 准 体 系 概 述
Ｏｖ ｒ ｉｗ ｆｔ ｅ Ｓ ａ ｄ ｒ ｙ ｔ ｅ ｖｅ ｏ ｈ ｔ ｎ ａｄ Ｓ ｓｅｍ ｏ ａ ｅ ｙ ａ ｄ Ｓｉ ｉｃ ｎ ｎ ｔｕ ｆ ｒＳ ｆ ｔ ｎ ｇｎｆ ａ ｔＩｓｒ ｍｅｎａ ｉｎ ｉ ｔｔ ｏ
浅谈AP1000核电厂安全级仪控系统
浅谈AP1000核电厂安全级仪控系统1 概述AP1000核电厂采用了全数字化仪控系统，其中保护和安全监测系统（PMS）属于安全级，其余均为非核安全级。
PMS系统为电厂提供反应堆停堆、专设安全设施、核级数据处理三大主要功能。
PMS系统直接关系到核电站的安全运行，是AP1000机组中最为重要的仪控系统，因此该系统现场安装的全过程需要高度关注。
2 PMS安装工程分类及施工要点PMS系统安装的实体工作可分解成三大类：处理机柜、电缆与光缆、中子探测器。
2.1 处理机柜PMS总共包含39个DCS（集散控制系统）标准机柜，尺寸约为700*750*2300（宽*深*高），按照功能分为NIC（核仪表子系统柜）、BCC（双稳态逻辑处理器柜）、ILC（符合逻辑处理器柜）、MTP（检修试验柜）、QDP（核级数据处理子系统柜）、SVC（爆破阀控制子系统）、SOE（顺序事件记录柜）。
PMS机柜按照不同的安全序列分别布置在辅助厂房内的6个房间内，成排布置。
PMS属于精密电子设备，对安装环境的要求高，温度必须控制在10℃～25℃、相对湿度控制在20%～75%、空气中无粉尘和腐蚀性气體。
AP1000首堆工程中，现场参照ASME NQA-1的标准，在PMS房间建立了增强的Ⅲ级清洁区，不仅对进入人员、进入材料、区域内的焊接、切割、打磨等动火作业加以控制，还专门设置了临时空调、除湿机、吸尘器等设施改善安装环境。
PMS机柜的安装过程大体包括五个步骤：（1）卸车。
按照核电厂物项分类原则，有抗震要求的PMS机柜属于B类物项，卸车时应十分注意机柜顶部吊耳的受力均衡性，以防止机柜结构变形。
为此，首堆工程中采用了一种方形平衡梁，并与其他辅助吊具一起进行了150%静载试验；（2）引入房间。
PMS机柜要求竖直搬运，但受限于厂房内门洞高度，通过时需要倾斜。
此时应注意倾斜时必须确保柜门在两侧而不至于受压变形。
首堆工程中专门设计了一种翻转运输小车，为提高厂房内搬运效率；（3）调平。
核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势
核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势随着科技的迅猛发展和人们对清洁能源的迫切需求，核能作为清洁、高效的能源方式备受关注。
而随着核电厂的发展，数字化仪表与控制系统在核电厂中的应用也越发重要。
本文将在此展开对于核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势进行探讨。
一、应用现状1. 数字化仪表数字化仪表是核电厂中非常重要的一部分，它可以实时监测和显示重要的参数，为操作人员提供决策支持。
数控仪表可以有效提高核电厂的安全性和效率，确保核反应堆的稳定运行。
当前数字化仪表在核电厂中的应用已经十分广泛，各种参数的检测、监控和显示都离不开数字化仪表的支持。
2. 控制系统核电厂的控制系统是核反应堆的“大脑”，它对核反应堆进行全面的控制和监测，确保核反应堆的安全运行。
在核电厂中，控制系统的作用十分重要，它不仅需要保证反应堆的安全运行，还需要保证核电厂可以稳定、高效地发电。
目前核电厂的控制系统已经逐渐向数字化方向发展，数字化控制系统可以提高核电厂的自动化水平，减少人为因素对于核反应堆的影响。
二、发展趋势1. 数字化仪表与控制系统的整合随着科技的不断进步，数字化仪表与控制系统的整合已经成为未来的发展趋势。
数字化仪表可以实时获取各种参数的信息，并将这些信息传输给控制系统，控制系统可以根据这些信息进行反应堆的控制。
数字化仪表与控制系统的整合可以提高核电厂的自动化水平，减少人为因素的干扰，确保核反应堆的安全运行。
2. 数据互联网化数据互联网化是数字化仪表与控制系统的另一个发展方向。
通过数据互联网化，核电厂可以实现设备的远程监测和控制，人员可以通过远程监控平台对核电厂进行实时监测，及时发现问题并进行处理。
数据互联网化可以提高核电厂的运行效率，节约人力和物力成本，同时也可以提高核电厂的安全性和可靠性。
3. 人工智能技术的应用人工智能技术是当下的热门话题，它的应用也有望成为核电厂数字化仪表与控制系统的未来发展方向。
人工智能技术可以对核电厂的运行数据进行分析和处理，从而预测可能发生的故障和问题，并提供相应的建议和处理方案。
核电厂仪控设备可靠性分析汪昭翔
核电厂仪控设备可靠性分析汪昭翔发布时间：2022-12-27T07:14:47.022Z 来源：《国家科学进展》2022年9期作者：汪昭翔[导读] 随着数字技术的飞速发展，仪控系统和设备在核电厂控制系统中得到了广泛的应用。
仪表控制系统是基于计算机和网络通信的管理系统。
与原有的模拟仪控系统相比，该系统具有较高的控制精度和功能强大、运行处理能力强、易于实现多重冗余、故障安全、容错和自诊断等特点，同时提高了控制系统的可靠性，也大大降低了运行维护成本。
身份证号：46003119910811xxxx摘要：随着数字技术的飞速发展，仪控系统和设备在核电厂控制系统中得到了广泛的应用。
仪表控制系统是基于计算机和网络通信的管理系统。
与原有的模拟仪控系统相比，该系统具有较高的控制精度和功能强大、运行处理能力强、易于实现多重冗余、故障安全、容错和自诊断等特点，同时提高了控制系统的可靠性，也大大降低了运行维护成本。
关键词：核电厂；仪控系统；可靠性引言随着我国核电事业的发展，仪表与控制系统的引入给核电厂的安全与可靠性带来的风险受到了广泛关注。
目前，核电厂仪控系统的状态监测仅针对单台设备，忽略了设备可靠性趋势对整个系统可靠性的影响，存在一定的局限性。
仪控系统是核电站的中枢神经系统，而反应堆保护系统是核电站中枢神经系统的小脑，其可靠性对核电站的安全运行至关重要。
本文对如何提高电厂仪控设备的可靠性进行了研究和分析。
1核电厂常见仪控设备核电厂仪控设备包含数字化控制系统和工艺仪表设备，工艺仪表设备包含就地仪表和远传仪表，远传仪表包含开关量仪控设备和模拟量远传设备，模拟量远传设备又主要包含液位、压力、流量、温度、转速、震动、位移测量设备。
其中模拟量传感器是仪控现场设备中最重要的组成部分之一，其通常用于测量工艺系统过程参数或设备参数，用于核电机组的运行监视、自动控制或通道保护，并且模拟量远传仪表的趋势是可监视分析的。
基于以上原因，本文的主要研究内容就是仪控模拟量传感器。
核电厂安全重要仪表和控制系统总体要求 -编制说明
国家标准GB/T XXXXX-XXXX《核电厂安全重要仪表和控制系统总体要求》编制说明（征求意见稿）标准编制组2020年3月一、工作简况1 任务来源及计划要求本标准制定任务由国家标准化管理委员会文件《国家标准化管理委员会关于下达2019年第二批推荐性国家标准计划的通知》（国标委发〔2019〕22号）下达，项目编号为20192089-T-469，标准计划名称为《核电厂安全重要仪表和控制系统总体要求》，由中广核工程有限公司主编，中国核电工程有限公司和上海核工程研究设计院有限公司参编，要求于2021年1月完成本项目。
本标准的研制有国家级科研项目作为支撑：国家重点研发计划“国家质量基础的共性技术研究与应用”专项——“三代核电关键技术标准研究”项目（科研项目编号201WFFO208000）——子课题二“仪控电标准研究”（科研项目编号2017YFF0208002），为子课题二中研究的标准之一。
2 本标准制定目的和意义通过制订《核电厂安全重要仪表和控制系统总体要求》国家标准，为核电厂安全重要仪表和控制系统总体结构设计、系统设计、集成和调试、运行和维修等方面提供指导。
3 标准编制组组成本标准编制组成员及任务分工见表1。
表1：标准编制组成员及分工4 编制过程本标准的制定过程主要分为前期准备、征求意见稿编写、送审稿编写、报批稿编写阶段。
目前已完成前期准备、征求意见稿编写。
1）前期准备前期准备阶段主要任务是成立标准编制组。
2018年10月成立了由中广核工程有限公司牵头的标准编制组，对工作任务进行了分解，明确了编制进度。
2）标准征求意见稿编写标准编制组于2018年10月启动本标准的调研和工作，并于2018年12月底前完成了相关资料的收集和分析工作。
编制组在对参考标准进行分析研究的基础上,同时结合目前我国核电工程在设计和建造运行过程中的经验反馈，经多次组内研讨，确定了征求意见稿的初稿，并召开了国内专家评审会，与会专家和标准编制人员对标准内容进行了认真讨论，对标准的适用范围、框架结构、标准内容等提出了具体的修改意见和建议。
核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势
核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势【摘要】核电厂数字化仪表与控制系统作为核电厂重要的控制和监测设备，在现代化建设中起着至关重要的作用。
本文从引言、正文和结论三部分进行论述。
在阐述核电厂数字化仪表与控制系统的重要性及研究目的和意义。
在分析了核电厂数字化仪表与控制系统的现状、应用案例和发展趋势，重点探讨了数字化技术在核电厂的应用及数字化仪表与控制系统的优势和挑战。
在探讨了核电厂数字化仪表与控制系统的未来发展方向，并对整篇文章进行了总结与展望。
通过对核电厂数字化仪表与控制系统的分析，可以更好地了解其在核电行业中的作用和发展趋势，为未来的研究和应用提供参考和指导。
【关键词】核电厂、数字化、仪表、控制系统、应用现状、发展趋势、技术、优势、挑战、未来发展方向、总结、展望1. 引言1.1 核电厂数字化仪表与控制系统的重要性核电厂数字化仪表与控制系统作为核电厂的核心技术之一，在现代核电产业中扮演着至关重要的角色。
数字化仪表与控制系统通过将传感器、执行器等设备连接到数字处理单元上，实现了对核电厂各项运行参数的实时监测和控制，极大地提高了核电厂的运行效率和安全性。
在核电厂的运行过程中，数字化仪表与控制系统可以对各种参数进行快速、精准的监测和控制，避免了人为因素对核电厂安全运行的影响。
数字化仪表与控制系统可以实现远程监控和操作，大大提高了核电厂的智能化水平，减少了人工干预的需求，提高了工作效率。
数字化仪表与控制系统还可以实现数据的实时记录和存储，为核电厂的安全评估和事故分析提供了重要数据支持。
核电厂数字化仪表与控制系统的重要性不言而喻，它不仅是核电厂安全可靠运行的基础，也是实现核电厂智能化、数字化管理的关键技术之一。
随着核电产业的不断发展，数字化技术在核电厂中的应用将越发重要，对提高核电厂的运行效率、安全性和可靠性具有重要意义。
1.2 研究目的和意义核电厂数字化仪表与控制系统作为核电厂的重要组成部分，具有着至关重要的作用。
浅谈核电站电气仪控设备分级
浅谈核电站电气仪控设备分级发布时间：2021-04-06T07:36:28.510Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年1期作者：郝树超张佳义[导读] 因此核电站电气仪控设备分级是为了优化其设备管理工作，在保障安全性的同时，也能够满足其经济性。
中国核电工程有限公司华东分公司福建福清 350300摘要：核电能性比喻其它能源来说，这是一种经济的、清洁的能源，可以有效地解决我国环境污染越来越严重的问题。
随着核能源领域的两个方案的通过，核电建设的规模在进一步扩大。
核电厂安全分级设备用于确保电厂的安全和稳定运行，因此，它必须通过设备认证。
然而，目前在评估核电厂设备的安全水平方面仍存在许多不一致或误解，例如：在核电厂生命周期的所有阶段确定设备作用和使用的要求；用于识别设备的概念方法和原则；设备定义与核安全概念、防御战略的联系和重要性；关于设备识别的基本标准，对理解和认识采取的单方面做法存在一些偏差。
因此，通过对核电站电气仪控设备的安全分级，在一定程度上能够促进核电站的建造、运行以及维护等，对于核电站本身的发展来说具有十分重要的意义。
关键词：核电站；仪控设备；安全分级随着中国经济发展水平和居民生活水平的提高，中国人均用电量迅速增长，而另一方面，“雾霾包围着城市”已成为许多城市发展过程中的一大重要问题。
那么在这一过程中如何有效解决这之间的矛盾呢？中国厂核集团有限公司董事长贺禹在2014年全国“两会”期间，接受了新华社、人民网、南方网络等媒体的专访。
他指出，与国外发达国家相比，中国核电发展所占比例仍然很低。
必须通过扩大安全和清洁的核能来源，解决中国面临的环境问题，提高核电厂的功率，有效地取代传统的矿物燃料，如热能。
在煤炭替代方面，核电能对减少环境排放作出了重大的积极贡献。
核电站的仪控系统是核电站的中心神经，负有监测核电站正常运行和事故处理的重要任务，保证核电站在任何条件下都可以安全可靠地运行。
安全级仪控系统是一个重要的与核安全相关的控制系统，主要用于应对设计基准发生紧急情况和部分严重事故，以确保在发生事故时，安全系统的启动保持并保障核电站的安全，以及不断监测关键参数。
浅谈核电厂数字化仪控系统通讯网络优化方案与运用
浅谈核电厂数字化仪控系统通讯网络优化方案与运用摘要：将数字化仪控系统引入核电厂，可以使核电厂的工作人员得到更为精确的线路信息，使核电厂的安全生产得以顺利进行。
通讯网络是核电厂数字化仪控系统的核心，它为核电厂的监控系统和各控制站之间的数据交换奠定了坚实的基础。
文章重点对核电厂仪控系统进行了概述，比较了各种通讯网络的优劣，并讨论了在核电厂数字化仪控中应用最广泛的通讯网络。
关键词：核电厂；数字化仪控系统；通讯网络前言数字化仪控系统是信息技术、控制技术、网络技术的有机结合，在核电工程中得到了广泛的应用。
经过几十年的技术创新和制造实践，使得我国核电厂数字化仪控系统得到了不断发展，但也对其运行可靠性提出了更高的要求。
通讯网络是数字化仪控系统中的关键部分，担负着核动力装置的大量信息传递，是核电厂过程控制的核心环节。
工业以太网技术的特点、工作原理及可靠性已逐步成为新建电站中的一个重要问题，也是目前电力设备可靠性提升的一个重要课题。
1.核电厂仪控系统概述核电厂仪控系统属于非安全级别。
非安全控制系统指的是电站的控制系统，它负责设备的启动、控制和停止等功能，也就是控制电厂各种设备的功能。
DCS是一种在工业上得到广泛应用的分布式控制系统，它采用了大量的模拟量回路控制，并将4C技术(通信，计算机，控制，CRT)技术相结合，并与现场装置及控制器连接。
该网络的组成是：控制(工程)，操作(操作站)，以及现场仪器(测试站)。
DCS由四个层次构成：接口层、过程控制层、操作监控层、信息管理层。
2.各通讯网络性能的优缺点2.1SINECH1网络网络拓扑结构常见为树型以及树形和环网网络相结合的网络结构。
SINECH1网络的优势在于：第一，它具有很好的开放性和互联性；第二，它没有主结构，不会对整个通讯系统造成任何影响。
但也存在一定的不足，如SINECH1网络存在着复杂的组网流程和繁琐的运行过程，给以后的维护带来了困难。
2.2SINECL2/FO网络它的网络拓扑主要有点对点、总线型、树型、星型和环型。
核电厂数字化仪控系统结构比较分析
核电厂数字化仪控系统结构比较分析摘要：自中国改革开放以来，中国的经济与科学技术飞速发展。
随着“十二五”核电的快速发展，以及“十三五”核电走出去的规划顺利进行，核电仪控系统也经历了长足的发展与进步。
本文回顾了国内核电厂仪控系统的发展历程，对国内核电厂的实际情况进行了总结，对核电厂仪控系统结构进行对比分析，从中提出在核电厂设计和应用这类系统时需要注意的问题。
关键字：核电厂；数字化仪控系统；比较分析前言：从经济与效率方面来看，在新建设的核电厂中一般会采用数字化仪控系统。
这是因为数字化仪控系统具有良好成熟性、更高的可靠性与安全性。
同时数字化仪控系统在核电厂这个行业中也做出了巨大的贡献。
仪控系统的性能与设计水平的高低对于核电厂机组的安全与可靠有着密不可分的关系。
核电厂包括核岛与常规岛两个部分，在进行仪控系统的选型时需要特别注意，不可以将两个部分混为一谈，需要将两部分区别对待。
这是出于对安全问题和经济问题的考虑。
本文对于早期的核电厂仪控系统进行了介绍，将国内新建核电厂数字化的仪控系统的结构进行了对比分析，从中提出在核电厂数字化仪控系统设计过程中需要注意的一些问题。
1.数字化仪控系统概述1.1数字化仪控系统一般结构将一个数字化仪控系统的整体结构可以划分为四个层次，因为在目前的核电厂数字化仪控系统应用中，四层更具有一定的代表性。
划分的目的是因为信息在传输过程中容易出现丢失的风险，信息一旦出现丢失问题，对于整体系统都将出现不小的影响以及严重的后果。
从设计的角度来说，对系统进行分层划分也有利于仪控技术设备更趋于标准化。
在整体结构分层中，第一部分是过程级和现场级两个层次，第二部分是单元级和管理级两个层次。
过程级属于OSI的物理层，现场级属于OSI的数据链路层。
一般来说过程级与现场级在整个系统当中是作为最重要的部分。
仪控系统的实际过程以及更新都会在这两层中进行。
单元级属于OSI的网络层和输出层，管理级属于OSI的绘画层、表达层与运用层。
IEC_61513与现有核动力厂仪表和控制系统标准文件关系的分析研究
关于IEC 61513《核动力厂安全重要的仪表和控制系统系统总要求》的分析研究摘要本报告论述了IEC 61513:2001《核动力厂安全重要的仪表和控制系统系统总要求》与现有核电厂仪表和控制（I&C）系统标准文件之间的关系，介绍了安全重要I&C系统总的安全生存周期和单个系统的生存周期，讨论了I&C功能分类和系统分级、对共因故障的防御以及系统质量鉴定等问题。
引言当前，由于数字化技术飞速发展，计算机的功能、性能和可靠性等质量特性已达到一个新的高度，它们在核动力厂安全重要I&C系统中得到日益广泛的应用，已开发和应用基于计算机的安全重要I&C系统。
IEC 61513:2001（以下简称本标准）就是在这样背景下制定的一项重要标准。
本标准遵循国际原子能机构（IAEA）关于核动力厂安全规定和导则等文件的指导，采用与基本安全系列标准IEC 61508《电气/电子/可编程电子安全有关系统（E/E/PES）的功能安全》和软件工程标准ISO/IEC 12207:1995《信息技术软件生存周期过程》相同的“生存周期”模式，给出了核动力厂安全重要I&C系统的总要求，包括：●按总的安全生存周期和单个系统的安全生存周期对安全重要的I&C系统进行开发、设计、建造、安装、调试、试运行、运行和维修；●安全重要I&C功能分类和相应I&C系统分级；●控制室系统的要求；●系统隔离和独立性准则；●单一故障准则；●抗共因故障（CCF）的要求；●基于计算机的硬件和软件的要求；●设备质量鉴定和质量保证的要求；●可靠性要求。
本标准在确定系统总要求方面有以下特点：1)采用安全生存周期的模式，包括总的安全生存周期（见第2章）和单个系统安全生存周期；2)首次区分功能分类与系统分级的概念，详细论述了它们之间的关系，并分别提出功能分类和系统分级的方法（见第3章）；3)总要求既适用于基于计算机的系统，也适用于硬接线系统，白区分硬接线系统与基于计算机的系统。
核电厂核仪表系统安装与布置影响分析
核电厂核仪表系统安装与布置影响分析发布时间：2023-01-30T08:24:43.570Z 来源：《中国电业与能源》2022年8月16期作者：张浩彭振[导读] 从核电站测量系统的组成部分开始，根据核电站运行的经验张浩彭振连云港金辰实业有限公司江苏连云港 222000摘要：从核电站测量系统的组成部分开始，根据核电站运行的经验，对设备的安装和安排以及安装的后果进行了详细分析。
在核电站的建设阶段，必须确保电厂测量系统部件的正确安装和定位，以便系统能够监测到微弱的信号并在调试后安全运行，从而实现电厂测量系统在其运行中的重要作用。
关键词：核电厂；仪表系统；安装；布置引言核仪器系统利用位于反应堆容器外的一系列中子探测器测量进入堆芯火焰的中子注入率，以提供对反应堆功率、功率变化率和功率分布的连续监测，以便在启动、关闭、启动和关闭期间向操作员提供反应堆状态信息，并在中子注入率和变化率超过分析中规定的数值时向反应堆保护系统提供信息。
这表明反应堆的紧急关闭。
在为高安全性核电站设计的核电站仪表中，核电站仪表的正确安装和调试直接关系到核电站的安全性和经济性。
本文讨论了核电站中仪表的安装和位置，并分析了其潜在的影响。
1系统仪器的组成核设备系统由中子探测器、隔离器、控制柜和相关连接电缆组成。
中子检测器是一个安全装置。
为了确保对反应堆从源控制级到高功率级的连续保护和控制，使用了三个探测器来控制中子注入反应堆堆芯火焰的速度，即源控制探测器、中间级探测器和功率级探测器。
这四个柜子是安全级别的设备，属于IP、IIP、IIEP和IVP四个保护组。
为了满足独立性的要求，核测量系统的四个柜子被安排在四个独立的控制柜中。
机柜主要包括信号调节和处理设备，用于信号源、中间段和电源段。
控制柜是一个安全装置，控制柜与同一楼层的柜子位于一个单独的连接点。
控制柜主要由控制计算机和显示单元组成。
连接电缆主要是探测器和机柜之间的专用电缆，包括机柜内的非一体化同轴连接电缆和机柜外的同轴连接电缆。
最新核电厂仪表和控制系统
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1．2．1 信息功能
➢ 核电厂的I&C系统监测核电厂的有关参数，并实时地提供给 操纵员，以便操纵员全面了解核电厂的运行状态，以利于最 佳控制核电厂的运行，同时对数据进行处理和存贮，支持核 电厂的最佳运行。信息功能主要包括：
➢ 仪表系统就如人体感觉器官，它存在于核电厂所有系统 的各个角落，用来把系统或设备的物理参数(如温度、 压力、流量、电压、电流等模拟量)或状态参数(开、关 等)告知运行人员。仪表系统通常包括传感器、放大器、 指示器、记录仪、限位开关、指示灯、继电设备、计算 机、打印机及其屏幕等。
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1)监测反应堆的中子通量水平及其变化率： 2)监测堆内中子通量分布及温度场分布； 3)监测核电厂的区域辐射剂量和工艺过程辐射剂量； 4)监测核电厂的工艺过程参数(核岛和常规岛的各工艺回路的
温度、压力、流量、液位)； 5)监测设备的状态、位置、运动速度(例如控制棒驱动机构、
主泵、汽机等的状态、位置、转速等)； 6)监测燃料元件包壳的破损； 7)监测冷却剂的纯度；
核电厂仪表和控制系统
➢ 核电厂把核能转变为电能进行发电。它包括核 岛和常规岛及BOP（电站辅助设施）。蒸汽发 生汽器把核岛和常规岛组合成一个整体，再加 上一些必要的辅助系统，构成一个完整的核电 厂。
➢ 现在国际上的核电厂主要有压水堆核电厂、沸 水堆核电厂、重水堆核电厂、气冷堆核电厂、 快中子堆核电厂等几种
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1．2．3 保护功能
➢ I&C系统的保护功能主要用于保护核电厂、环境及人员 的安全。并且当核电厂出现事故时，保护核电厂的主要 设备、人员的安全，控制放射性对环境的影响。它主要 包括：
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核电厂安全仪表控制系统的发展
发表时间：2018-12-14T09:42:21.997Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第23期作者：李欢[导读] 核电厂的保护系统用来在核电厂异常和事故工况下停堆并且缓解事故状况。
核电站保护系统是核安全级系统,并且应在安全设计要求的引导下开发
李欢
中核辽宁核电有限公司辽宁省兴城市 125112 摘要：核电厂的保护系统用来在核电厂异常和事故工况下停堆并且缓解事故状况。
核电站保护系统是核安全级系统,并且应在安全设计要求的引导下开发。
核仪表与控制系统开发项目正在开发数字化保护系统和安全级可编程逻辑控制器。
为了优化核电站保护系统的设计,可编程逻辑控制器应该满足通讯、实时性、可靠性、性能、设备硬件鉴定和软件整定的要求等。
在核仪表与控制系统开发项目下开发的数字
化核电站保护系统和可编程逻辑控制器将用于升级现有运行核电厂的仪表与控制系统和新的核电厂仪表控制系统。
关键词：反应堆保护系统；核电仪表；安全 1核电厂保护系统的设计趋势核电站保护系统(DR)应该在核电厂异常和事故工况下自动停堆并且缓解事故状况。
因此,一个核电站保护系统包括一个反应堆保护系统和一个工程安全设施启动系统。
其中，反应堆保护系统的作用是：在异常情况下自动停堆；工程安全设施启动系统则用于开启阀和泵来缓解事故情况。
通常，一个反应堆保护系统包括4个通道，每个通道拥有相同的构造和设备。
每个反应堆保护系统的通道从4个独立的Class-IE仪表通道中的一个获得过程参数的值，如果其中一个过程参数的值超过了设定的事故保护定值，系统通道则输出停堆信号。
如图1所示，每个通道包含一个双稳态触发器BP、与门触发器CP、测试处理器TP。
双稳态触发器比较过程参数值和事故保护定值，然后产生停堆状态信号。
与门触发器对这个停堆状态信号进行4取2逻辑判断。
测试处理器则对双稳态触发器和与门触发器进行维护和测试。
工程安全设施启动系统使用从反应堆保护系统得来的初始信号，来产生启动安全设施（如泵、阀）用的启动信号。
通常情况下，为了满足冗余需求，工程安全设施启动系统要有两套，每套都需要具有工程安全设施的功能，如：安全注入启动、外壳隔离启动、外壳喷射启动、Main-Stream-Isolation和辅冷却水启动。
核电站保护系统的主要设计要求如下：
核电站的仪表和控制系统是核电站的重要组成部分，机组的安全、可靠、经济运行在很大程度上取决于I&C设备的性能水平。
随着计算机及其软件技术的快速发展，核电站的I&C系统也由传统的模拟控制发展到模拟-数字控制，进而发展到全数字式控制。
目前，国内外核电站主控制系统的发展基本上可以分为三个阶段。
2.1以模拟量组合单元仪表为主的控制系统
目前，已在我国运行的300MW秦山核电站主控制系统，应用FOXBORO公司的SPEC200组装仪表（包括MICRO-SPEC-200），该产品已广泛应用在诶过和世界上80多座核电站。
大亚湾2*900MW核电站主控制系统采用Baily9020系统，它也属于这一类。
模拟量仪表采用小规模集成电路、运算放大器为基础的元件来控制，逻辑量采用继电器等硬逻辑电路来控制。
因而，系统所需要的仪表器件数量多，运行操作管理和维护工作任务重，主控制室也显得较大。
2.2以模拟量和数字量混合运用的主控制系统
这实际是模拟量加上数字式分散控制系统（DCS）。
除模拟量外，数字量则依托以大规模集成电路为基础的数字技术、网络通信技术、CRT显示技术等，形成模拟量控制、逻辑量控制、保护系统综合考虑的网络型分散控制系统。
其特点是系统所需仪表数量大为减少，系统大量采用硬件和软件自诊断技术、冗余技术，提高了系统运行可靠性，采用网络通信技术，使系统数据管理更加科学和方便。
为了确保核电站安全可靠运行，这些新技术的应用也是经过大量反复的试验验证后，逐步先运用于常规岛等辅助系统，而核岛仍采用模拟量为主的控制。
2.3集成数字式主控制系统
集成数字式与上一类不同之处，不仅在常规岛、BOP部分采用数字技术，而且在核岛部分、涉及核安全保护和控制的回路等也都采用数字化控制技术。
对于一座核电站来说，要使其安全、稳定的运行，很大程度上取决于每一个涉及核安全及保护回路的控制系统的可靠性。
正因此，从设计到建造都严格的选用满足上述要求的成熟产品。
所以，核电站由原来模拟控制，进展到模拟与数字混合控制，发展到目前最新的集成全数字化控制，这是新一代核电站仪表与控制系统产品升级的主要标志。
它也是新一代先进的核电机组，无论是先进的压水堆（APWR），还是先进的沸水堆（ABWR）等先进机型的重要标志之一。
3安全重要仪控系统所需标准
鉴于核电安全重要仪控系统功能的多样性和系统的复杂性，其设计、建造和运行涉及系统设计、设备制造和安装、设备维护等一系列的安全相关标准。
在系统设计方面，所需的标准有安全重要仪控变量的确定及其相应系统的配置、安全重要仪控功能的分类、功能系统的可靠性和可运行性设计、主控制室的综合设计、信息处理和传输以及人因工程的应用；在设备制造和安装方面，所需要的标准有设备的设计、制造、鉴定以及系统的集成、安装和调试；在设备维护方面，所需的标准主要有设备的定期监督试验与检查、老化管理和维修。
4结论
在本文中，介绍在核仪表与控制系统制系统开发项目下开发的核电站保护系统拥有完整的冗余体系和在线自检功能这将提高可维护性和可靠性。
在核仪表与控制系统开发项目下开发的安全可编程逻辑控制器,又被称作POSAFE-Q它的软件和硬件都是依据安全相关软件生命周期和安全硬件标准开发的。
这样安全相关软件的设计和验证与确认方法,安全性分析方法,和经过鉴定的硬件设计技术等都将在开发项目中实现,且可以延伸到其他的工业领域。
参考文献
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