新建核电厂数字化仪控系统变更控制研究

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核电厂仪控系统数字化改造关键要素分析

核电厂仪控系统数字化改造关键要素分析

核电厂仪控系统数字化改造关键要素分析摘要:随着我国经济和社会的迅速发展,对电能的需求量越来越大。

在此过程中,核电厂的建造与使用越来越引起人们的关注。

相比于传统的火电、水电,核能具有低能耗、低污染、稳定运行的特点,能够为区域稳定供电打下良好的基础。

核电厂是利用自身的运行所产生的热能,将蒸汽加热后转化为机械能,以达到发电的目的。

关键词:核电厂;仪控系统;数字化改造;实施策略;关键要素前言:当前,我国正在对核电厂仪控系统进行数字化改造。

根据当前核电厂的实际情况,迫切需求对核电厂的仪控系统系统进行数字化改造。

在对核电厂仪控系统进行数字化改造时,需求对其运行状态、各部件的使用状态、设备与系统的安全性等方面进行综合考虑。

在后续的核电厂仪表与控制系统数字化改造的实施中,改造设计者要保证在系统改造时,有多种备用方案可用,以增加核电企业的实际效益。

一、核电厂仪控系统数字化改造实施策略(一)核电厂仪控系统生命周期管理实践证明,以 EPRI (电气 Power ResearchInstitute)为基础,对核电厂仪控系统进行寿命周期更新,可以在维护和改造之间取得平衡。

在改建规划阶段,要从全局出发,制订仪控系统的全寿命管理方案。

本项目提出了一种以全局规划为基础的改进方案,实现了改进方案的改进,实现了改进方案的改进。

根据IAEA的有关报告,核电厂仪控系统的改造工程可以分为以下阶段:①策略实施又包括了中期的以下阶段,操作与维护与核电厂的生产过程密切相关。

按照不同的工作阶段,不同的责任分工,在开始和结束的过程中,由核电厂的业主来进行,而在设计、开发和生产过程中,则由设备供应商来进行。

应该在运营目标和现有承诺的基础上,结合中长期运营计划、中长期大修计划和财务状况,制订长期的总体改造计划。

所以,需求对现行制度的现状,可能的需求,做一个彻底的调查与评估。

然后对系统进行改造后的效益和成本分析,来决定改造的范围和各个子系统的改造进度。

核电厂数字化控制室控制权切换功能实现方法研究

核电厂数字化控制室控制权切换功能实现方法研究

核电厂数字化控制室控制权切换功能实现方法研究作者:刘廉隅张帆田晖来源:《科技视界》2015年第09期【摘要】当前国内新建核电厂控制室基本上均采用了数字化的控制平台与常规盘台后备相结合的方式,实现对核电厂的监控,确保核电厂安全运行。

本文以M310核电站数字化控制室为背景,在数字化控制平台、常规后备盘的功能分析的基础上,结合实际数字化控制系统的结构,对核电厂数字化控制室控制权切换功能实现方法进行了研究,并对不同的实现方案进行了比较。

【关键词】数字化控制室;DCS;控制权切换当前,国内在建核电厂以及部分已经建成核电厂的仪控系统均采用了先进而又成熟的数字化分布式控制系统(DCS)。

相应的在主控制室内,设置了数字化的操纵员工作站作为主要的监控方式,常规的后备盘(BUP)作为数字化操纵员工作站不能工作时的后备监控手段,以及紧急操作台(ECP)在紧急情况下完成手动停堆和驱动系统级安全操作。

当主控制室由于某种原因(例如发生火灾)变得不可利用时,操纵员从主控制室撤离到远程停堆站(RSS)进行监控,维持核电厂的安全。

核电厂控制手段的多样化,可以很好得保证核电厂的运行安全,但同时也必须对这些监控手段有很好的权限管理,以保证同一时间,只有一个操控地点对核电厂进行控制,以防止不同的操控点误发操作命令,影响核电厂正常运行。

单纯以加强人员管理来避免不同的操控地点误发命令,并不能从本质上杜绝误发命令。

因此,控制权的切换功能必须结合DCS系统的网络结构和软硬件特点进行设计,实现在某一控制点进行操作时,闭锁其他可能会有误动作的控制点的控制命令下发。

核电厂的控制模式主要分为主要控制模式(MCM)、BUP控制模式以及RSS控制模式。

DCS系统应能够使操纵员在特定情况下,实现MCM与BUP之间的切换和MCM与RSS之间的切换。

MCM控制模式即主要控制模式,是DCS系统正常运行时,采用的控制方式。

操作核电厂需要的全部信息、控制功能都可以在MCM控制模式下完成。

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

核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势1. 引言1.1 背景介绍核电厂作为清洁能源的重要组成部分,在电力生产中起着至关重要的作用。

随着数字化技术的不断进步和应用,核电厂数字化仪表与控制系统也逐渐成为核电行业的研究热点。

数字化仪表与控制系统的应用可以提高核电厂的效率、安全性和可靠性,降低运营成本,实现智能化管理。

深入研究核电数字化仪表与控制系统的应用现状和发展趋势,对推动核电行业的发展具有重要意义。

在此背景下,本文旨在分析核电数字化仪表与控制系统的应用现状,探讨其发展趋势,探讨数字化技术对核电行业的影响,并提出面临的挑战和解决方法,为政府和企业提供参考,推动核电数字化技术的应用和发展。

1.2 问题提出核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势引言:随着数字化技术的不断发展和应用,核电厂的数字化仪表与控制系统也日益受到关注。

当前在核电行业中仍存在一些问题和挑战,例如老旧设备的更新换代、数字化技术的推广应用等方面还存在一定的困难。

需要对核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状进行深入研究,分析其发展趋势,以及数字化技术对核电行业的影响,以便为未来的发展提供科学的指导和建议。

1.3 研究目的研究目的是探讨核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状及发展趋势,深入分析数字化技术对核电行业的影响,并提出未来发展中可能面临的挑战与解决方法。

通过对当前数字化技术在核电厂中的具体应用进行深入研究,旨在为核电厂数字化仪表与控制系统的未来发展方向提供指导,促进该领域的技术创新和进步。

本研究也旨在引导政府和企业共同努力推动核电数字化技术的应用,促进核电行业的可持续发展和提升。

通过对数字化技术在核电领域中的实际应用情况进行全面调研和分析,为未来核电数字化仪表与控制系统的普及和完善提供参考和建议,为核电行业的发展注入新的动力和活力。

2. 正文2.1 核电数字化仪表的应用现状核电数字化仪表是指采用先进的数字化技术和智能化系统,对核电厂内的各种参数进行监测、测量和控制,实现对核电厂运行状态全面了解和精准控制的设备。

核电厂仪控系统数字化改造关键要素探究

核电厂仪控系统数字化改造关键要素探究

核电厂仪控系统数字化改造关键要素探究摘要:核电厂老旧仪控系统的数字化改造已经成为趋势。

就数字化系统本身而言,在技术上没有明显的风险,与全新的核电厂相比,改造工作有众多的约束条件。

由于技术的进步和数字化仪控系统的广泛应用,已有改造指导对数字化技术本身的关注已经不再重要。

针对指导的关注点与现实脱节的情况,为了能够成功进行仪控系统的数字化改造,本文提出了改造的实施策略,分析了改造时必须关注的要素,给出了相应的建议。

关键词:仪控系统;数字化;改造;关键要素引言随着当前社会经济的快速发展,人们在生产生活中对电能的需求量也快速增加,在此过程中关于核电站的建设和应用也引起了广泛的关注。

区别于传统的火力发电以及水力发电,核电站在运行中具有能耗低、污染小、电能产出稳定的特点,实际应用中能为区域电能的稳定供应奠定良好的基础。

核电站的运行原理为:通过核装置运行产生热量,之后通过加热水蒸气,转换机械能的方式推动发电机进行发电,以此实现能量转换的过程。

在此过程中,分析仪控系统作为核电站运行中的主要控制单元,其运行状态以及效果也引起了研究人员及维护人员的重视。

笔者针对当前核电站仪控系统数字化改造进行简要的剖析研究,以盼能为我国核电企业发展核电装置的仪控系统数字化改造提供参考。

1核电站数字仪控系统简介核电站在运行中主要通过仪表盘及控制系统进行各类组件的控制运行。

在实际运行中,机组的安全可靠、经济运行在很大程度上取决于仪表控制系统的性能水平。

从我国已经建成的和在建的核电工程来看,我国核电站仪控系统技术在发展中历经了三个阶段。

第一阶段是以模拟量组合单元仪表为主的控制系统,如正在运行的我国300MW秦山核电站主控制系统应用的FOXBORO公司的SPEC200组装仪表,大亚湾2×980MW核电站主控制系统采用的Baily9020系统也属于这一类。

其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,逻辑量仪表采用继电器等硬逻辑电路来控制。

核电厂仪控系统数字化改造关键要素分析

核电厂仪控系统数字化改造关键要素分析

核电厂仪控系统数字化改造关键要素分析摘要:随着时代的不断改革与发展,原有的核电厂仪控系统已经不符合核电厂的工作需求,进行对其数字化改造,才能满足核电厂工作的要求,有效地解决核电仪控系统与核电厂现实应用脱节的问题。

因此,相关的核电厂应深度分析核电厂仪控系统数字化改造关键因素,以进行对核电仪控系统的有效数字化改造,使其能被高效地应用到核电厂之中,促使核电厂的数字化发展。

关键词:核电厂;仪控系统;数字化改造;关键要素前言:从当前核电仪控系统在核电厂中的实际应用情况可见,由于核电仪控系统故障发生率越来越高,使得其产生了各种性能降级与老化的问题,严重影响了核电厂仪控系统的安全运用效果。

因此,相关的核电厂应积极地进行对仪控系统的数字化改造,才能有效地解决核电仪控系统运行中的故障问题,对其纵深防御和主控室等等进行关键要素的数字化改造,以保障核电仪控系统的数字化改造效果,使得核电数字化仪控系统能更加高效地控制核电厂的核电工作,促使核电厂核电工作效率和效果的不断提升。

接下来,本文对核电厂仪控系统数字化改造关键要素作如下分析1核电厂仪控系统数字化改造策略在开展核电厂仪控系统数字化改造的过程之中,相关的改造人员应先找准改造的思路,制定出科学合理的仪控系统生命周期管理策略,再进行对改造关键要素的合理数字化改造,这样才能有效地保障数字化核电仪控系统的改造应用效果,使其能加强对核电厂工作效果的保证。

1.1基本改造思路在开展核电仪控系统数字化改造的过程之中,相关的核电部门应正确地认识到数字化技术相比于模拟技术更加先进,可以进行对仪控系统中各项信号的数字化分析处理。

在实际开展对仪控系统数字化改造工作的过程之中,相关的核电部门正确地认识到改造工作的复杂性和难度,从组织、技术和安全评审等多个方面综合考虑,进行对核电厂仪控系统数字化改造方案的设计。

而且核电部门还需为改造部门提供充足的资金和资源支持,以保障其数字化改造工作的顺利开展。

核电站仪控全数字化改造项目规划和措施研究江丽平

核电站仪控全数字化改造项目规划和措施研究江丽平

核电站仪控全数字化改造项目规划和措施研究江丽平发布时间:2021-08-05T02:15:31.297Z 来源:《防护工程》2021年11期作者:江丽平[导读] 在核电站运转过程中,仪控系统发挥着保障性作用,可以将其视为核电站的核心系统。

既往有资料统计,国内既有在役核电站的控制系统日益陈旧,运行阶段故障发生率及运维成本明显增多,实现数字化改造已经是其新时期下发展的主要趋向之一。

核工业工程研究设计有限公司北京 101300摘要:对仪控系统进行数字化改造,能进一步提升核电站运行过程的稳定性,降低维护成本,提高经济效益。

文章首先分析仪控系统数字化改造原因,具体是从老化、功能需求及解决设备部件短缺问题等方面着手;其次,阐述需要改造的软硬件,并设计了具体改造流程;最后以提升系统数字化改造效果为目标,探究几点切实可行的方法措施,以供同行参考。

关键词:核电站;仪控全数字化改造;项目规划;措施探究引言在核电站运转过程中,仪控系统发挥着保障性作用,可以将其视为核电站的核心系统。

既往有资料统计,国内既有在役核电站的控制系统日益陈旧,运行阶段故障发生率及运维成本明显增多,实现数字化改造已经是其新时期下发展的主要趋向之一。

在通讯科技快速发展的大背景下,全数字化仪表系统概念随之生成,其把传统核电站分散式控制系统(DCS)整合至现场总线控制系统(FCS)及PLC中,用于核岛、常规岛等日常运营系统中实现了全程式的控制工程,建成了核电站全数字化仪表系统。

一、核电站全数字化改造的原因(一)老化问题硬件老化问题是仪控系统更新改造的最强大动力。

在设备抵达预期使用寿命时,如果供应商在技术层面上不再对其提供支撑,继续应用相应设备过程中会存在很多安全隐患。

仪控设备的老化问题可以体现在诸多方面,比如供应商的技术支持程度降低、备件不再生产、设备自身功能不完善而不能较好的满足新要求等[1]。

(二)功能发展的现实需求站在理论层面上分析,很陈旧的系统自身的使用功能并不一定处于很低的水平。

核电站数字化仪控系统改造研究

核电站数字化仪控系统改造研究

设备管理与维修2019翼2(上)核电站数字化仪控系统改造研究户滕(江苏核电有限公司,江苏连云港222042)摘要:从改造的必要性和仪表控制系统的设计基础、技术特点、数字转换任务等方面,讨论核电厂仪器控制系统整个生命周期各关键阶段的仪器控制系统、数字化转型风险分析等。

结合国外核电站仪表控制系统数字化的经验教训,对我国核电厂模拟控制系统的数字化改造和升级战略提出建议。

关键词:核电站;数字化;仪控系统;改造中图分类号:TM623.4文献标识码:B DOI :10.16621/ki.issn1001-0599.2019.02.590引言控制和仪表系统是核电站不可分割的一部分,对核电站机组的安全可靠运行起着至关重要的作用。

我国早期的工厂控制系统是一种比较模拟的单元组合工具。

该仪器主要采用集成电路作为系统的控制电路,系统逻辑控制主要采用继电器开关电路。

因此,该系统组件多,结构复杂,对系统的运行、维护和管理负担沉重。

当系统组件老化,系统的安全性低,并且存在各种故障。

目前,大多数核电站都处于多年运行期,它们基本上是老化的,性能和安全性无法得到有效保证。

随着计算机技术的飞速发展,工厂的数字化过程越来越快。

目前,数字化系统已逐步发展为分布式控制系统。

所有数字仪表控制系统,现场总线控制系统和可编程逻辑控制器都已添加到数字化控制系统中,使工厂得到更精确的控制系统。

1在数字化仪控系统中主要存在的特点在国外,具有比较成熟的数字仪表控制系统研究中的基础上对这些特点进行总结。

了解核电站数字仪表控制系统的性能和特点有助于比较和选择许多数字仪表控制系统。

1.1独立性隔离这一个办法其实是用来确保独立性的,对于传播过程中发生的故障可以进行有效的防止。

常见的隔离包括物理隔离、功能隔离、电气隔离等。

使用障碍物,或者是以距离的方式,阻碍故障设备由单独的一个区域传播到另外一个区域当中,就是人们常说的实体隔离。

用来对付复杂瞬态的概率进行降低的则是功能隔离。

核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状及发展趋势研究

核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状及发展趋势研究

核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状及发展趋势研究摘要:随着科学技术的不断进步,我国核电厂数字化仪表与控制系统得到了较快的发展,尤其是在核电厂数字化仪控系统中应用了大量的新型技术。

在核电站的运行过程中,数字化仪表与控制系统发挥着重要的作用,为核电站运行提供了重要保障。

但是,我国核电厂在应用数字化仪表与控制系统方面还存在一定的问题,这就需要相关工作人员做好研究和分析工作,提高核电厂的运行效率和安全可靠性。

本文主要对核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状及发展趋势进行分析。

关键词:核电厂;数字化仪表;控制系统;应用情况引言核电厂是国家电力网络非常关键的部分之一,但是受到技术和施工材料的限制,各电厂的运行安全隐患较多,还需要使用更加科学可靠的控制系统和仪表系统,这样才能确保生产流程正常运行。

在传统系统运行中,国家核电站使用的设施主要为配套的模拟仪表和控制系统,这些年在信息技术高速发展下,数字化仪表和控制系统运用优势更加明显,因此,核电厂要清楚认知仪表系统的使用优点和特征,保证能够充分发挥其运用优势,进而推动核电厂有序发展。

一、相关技术数字化技术是目前我国核电厂应用的主要技术,在核电厂仪表与控制系统中的应用主要是基于现场总线技术、微机控制系统、网络技术等。

核电厂数字化仪表与控制系统的特点是结构简单,能够实现数据采集、信息传输和显示等功能,同时具有较强的抗干扰性和可靠性,在核电站运行过程中能够实现智能化管理。

目前,我国核电厂数字化仪表与控制系统已经应用于国内的核电厂中,并且发挥了较好的效果,为我国核电事业的发展提供了重要保障。

数字化仪表与控制系统在核电站运行过程中主要应用于热工水力、结构安全以及仪控系统等方面。

核电厂数字化仪表与控制系统具有较强的可靠性和安全性,同时具有较高的运行效率,核电厂数字化仪表与控制系统在核电行业中的应用,不仅可以提高核电企业的经济效益,而且还能够实现可持续发展战略目标[[1]]。

二、数字化仪控系统的特点在数字化仪控系统中,其主要以计算机为核心,以网络通信为基础,以现场总线和I/O总线为通道,以人机界面为最终的终端。

探讨核电厂电仪系统的发展趋势及数字化改造

探讨核电厂电仪系统的发展趋势及数字化改造

探讨核电厂电仪系统的发展趋势及数字化改造发表时间:2018-11-02T10:27:42.293Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第15期作者:董攀[导读] 常规电厂的全数字化仪控技术早在八十年代已经得到了很广泛的应用。

中国中原对外工程有限公司北京市 100044摘要:我国核电厂仪控数字化系统发展相对落后,较多的依赖于国外引进,要想改变这种现状就要加大对清醒的认识到核电厂电仪系统的发展趋势,并积极的做好电仪系统的数字化改造。

随着数字化技术的发展,DCS系统在核电领域的应用正处于上升的趋势,控制室的信息显示内容和显示方式发生了重大变化,有效地改善了人机接口。

本文就上述相关问题进行了探讨。

关键词:核电厂;电仪系统;数字化改造1 数字化仪控发展现状及特点常规电厂的全数字化仪控技术早在八十年代已经得到了很广泛的应用,而核电站由于核安全保守政策的考虑和对数字化技术的疑虑,全数字化仪控技术一直未得到全面应用,但在某些非核安全相关的领域,还是采用了成熟的分布式控制系统,随着江苏田湾核电站数字化仪控系统成功投入使用,全数字化仪控技术才开始受到真正关注,在此后的新建扩建项目中,除秦山二期扩建项目继续保留原仪控系统外,其它电站都准备使用数字化仪控系统,如岭澳二期、红沿河都使用了法玛通的TXP+TXS系统,作为西屋AP1000依托项目的浙江三门核电和山东海阳核电,也将采用了COMMONQ+OVATION的全数字化仪控系统。

2核电厂仪控数字化改造发展趋势目前,我国核电行业仪控数字化系统还处于起步阶段,但随着全球信息化和数字化技术的迅猛发展,核电仪表控制系统的数字化是当前核电技术发展的必然趋势。

日木福岛发生核事故之后,客观上对核电安全的要求提高,这也给仪控设备行业带来了新的发展机遇,确保核电厂核能发电的安全可靠性成为核电厂仪控制数字化改造的驱动力。

作为仪控数字化系统在国内首次应用的江苏田湾核电站,其出色的运行业绩为核电站仪控领域的发展提供了良好实践。

对核电厂数字仪表及控制系统的发展研究

对核电厂数字仪表及控制系统的发展研究

对核电厂数字仪表及控制系统的发展研究发表时间:2018-01-06T15:39:52.750Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第21期作者:杨榛梁攀[导读] 本文将对核电厂数字仪表及控制系统的发展进行分析,为我国核电事业发展奠定重要基础。

中国核电工程有限公司北京 100840摘要:随着我国经济水平的发展,核电厂的发展速度也是日新月异,其数字化技术得到了广泛运用。

本文将对核电厂数字仪表及控制系统的发展进行分析,为我国核电事业发展奠定重要基础。

关键词:核电厂;数字仪表;控制系统;发展研究核电厂仪表与控制系统在核电厂运行中起到至关重要的影响,对核电厂的发展给予了一定促进作用。

经笔者研究,核电厂仪表与控制系统是基于计算机技术、电子技术以及网络通信技术的发展而形成的。

笔者将分别从:数字仪表及控制系统优点、核电厂数字仪表及控制系统的应用与发展,两个方面来阐述。

一.数字仪表及控制系统优点数字仪表及控制系统使核电厂保护方案得到了有效调整,精确算法极易实现。

通过数字仪表及控制系统能促进核电厂输出功率的有效提升,为核电厂带来一定的经济效益。

举个例子:将数字堆芯保护计算系统应用到反应堆保护系统中,能有效提升保护定值,使反应堆输出功率逐渐增加。

此外,数字技术的运用还能有效克服外界的干扰,使控制精度得到较大程度的提高,光纤通讯具有传输速度快、光缆容量大、抗干扰力强等特点,使接地问题得到有效改善,其精度也有所提升,在实际应用中,将两根冗余光缆分散在各地传感器中,不仅能起到有效的敷设作用,还能有效降低故障发生率。

数字仪表及控制系统的运用能实现故障安全设计,将光纤通信技术运用到安全通道与非安全通道间,能实现设备配置的隔离。

另外,数字仪表及控制系统还具备诊断功能,可定期对系统硬件及信号进行检测,能降低停堆诱发的误差率的发生,与此同时实现对故障的自动定位。

数字化技术的运用不仅能缩短校准时间,还能缩短故障查找时间。

数字仪表及控制系统的运用使人机接口功能得以改善,使信息数据存贮能力得以提升,在实际运用中可对报警信息清晰显示,避免大量报警信息一涌而发,使操纵人员负担逐渐减轻,而数据则能及时归档,实现对核电厂的监视与预测。

核电站数字化仪控系统改造分析

核电站数字化仪控系统改造分析

核电站数字化仪控系统改造分析摘要:仪器控制系统,主要保证核燃料的正常运行。

它是该系统核燃料的重要核心。

仪表控制系统的数据转换后,是为了更好地促进人堆的生命安全,稳定整体运行。

其次,重点介绍了反应堆数字仪表板和控制系统的总体结构。

提出了仪表控制系统数字化改造的目的,阐述了仪表控制系统数字化改造的方案。

关键词:核电站;数字仪控系统;数字化改造引言逐步地,在现阶段整个社会经济的快速发展中,电能的生产和生活,生活和消费的需求也在迅速减少。

在这个愉快的过程中,核电厂的规划和建设也引起了更多的关注,这与中国传统的火力发电厂和水力发电厂不同。

在核电设施的全过程中,这两个过程能耗低,污染小,电站特性稳定。

在实际应用中,它为该地区稳定的电力供应奠定了基础。

我们为此奠定了很好的基础。

本文分析了核反应堆电气试验软件系统的数字化升级及研究成果。

最后,希望能为数字化时代核电站电气仪表系统的全面发展提供更多的参考。

1改造的目的1.1防止设备老化每个仪表控制系统都有自己的使用规则,在使用过程中经常发生不同的故障。

这是由于仪表控制系统本身的老化损失和设计之初设计的不显眼造成的。

数字仪表控制系统未实现。

在翻修过程中,面对这样的故障,工作人员一般采用维修或校正的方法进行改进,但这只能维持很短的一段时间,在使用一定时间后,仍会出现故障,这一循环继续减慢自动机器的速度,使其老化缓慢,缩短了其标准寿命。

然而,对仪表板控制系统的功能进行数字化意义转换是十分必要的。

1.2改善仪器控制系统的性能随着我国电子核心技术的日新月异和各种软件的更新换代,如何充分保证仪器能够对系统和性能进行控制是最值得考虑和科学研究的问题。

但是,根据中国当前仪器控制系统的基本情况,仍然有很多地方可以遵循。

随着其技术的不断发展,仪表控制软件系统的网络化转型是必然的快速发展过程,这是确保整个核燃料系统正常运行的唯一途径。

1.3解决设备零部件短缺问题旧设备重要部件的更新换代是各类设备系统面临严峻挑战的核心问题。

核电厂数字化仪控系统的发展及应用分析

核电厂数字化仪控系统的发展及应用分析

核电厂数字化仪控系统的发展及应用分析摘要现阶段,随着我国社会主义市场经济的不断发展,我国各行各业都取得了不同的成绩。

核电厂数字化仪控系统是核电厂发展的重要部分,对核电厂的安全运转与发展产生着重要的作用。

文章简述了核电厂数字化仪控系统,阐释了核电厂数字化仪控系统的发展及应用情况。

关键词核电厂数字化仪控系统发展应用随着社会主义市场经济的蓬勃发展,我国的综合实力也得到了显著的提升,各个行业也在快速的发展。

在核电厂发展的过程中,数字化仪控系统在核电厂正常的运转过程中占据着重要的地位。

因此,加强对数字化仪控系统的定期检查,能够有效的促进核电厂的健康可持续发展。

一、简述核电厂数字化仪控系统(一)核电厂数字化仪控系统的含义核电厂数字化仪控系统是核电厂在发展过程中非常重要的部分,在核电厂的发展过程中占据了主要的位置。

在核电厂正常运转的过程中,数字化仪控系统主要是以一种系统的形式所存在。

数字化仪控系统是科学技术不断发展的新型产物,数字化仪控系统在使用的过程中主要是计算机以及通讯为重,是一种分布式的系统。

在核电厂中使用数字化仪控系统,主要是根据计算机、通信、控制以及显示等四种技术。

而这四种技术的使用主要是依据网络技术的支撑,达到新型技术的应用,而这些新型技术主要是智能警报技术、远程操控技术等。

只有把这些技术应用在核电厂数字化仪控系统中,才能够对数字化仪控系统进行充分的控制。

(二)核电厂数字化仪控系统的特征核电厂数字化仪控系统的发展阶段主要是三个阶段,初创阶段、成长阶段以及扩展阶段。

数字化仪控系统在发展过程中的不同阶段,具备不同的特征。

核电厂数字化仪控系统初创阶段的特征主要展现在数据的收集以及过程的管控中,主要是单元的形式,能够有效的实现数据的快速运转,在数据运转的过程中所使用的软件和硬件都是质量非常的,但是仍然缺乏标准性以及开放性。

核电厂数字化仪控系统成长阶段的特征主要展现在系统是以局域网为主,并且功能比较多,能够有效的对现场进行控制以及对系统进行管理等。

核电厂数字化仪控系统质量位设计原则研究

核电厂数字化仪控系统质量位设计原则研究

核电厂数字化仪控系统质量位设计原则研究摘要:近年来,我国的核电厂建设越来越多,核电厂的数字化仪控系统也越来越完善。

近年来核电厂因数字化仪控系统质量位设计问题导致多起核电厂误停堆、停机事件,严重影响核电厂的安全性和经济性。

目前数字化仪控系统质量位设计并未形成统一的设计原则,电厂、机组、系统间的相关设计准则没有采用统一的准则,导致电厂技术人员对质量位设计的认识不足,对质量位变更改造工作也未能形成有效的设计指导,同时给机组的隐患排查带来诸多困难。

本文就核电厂数字化仪控质量位设计原则进行研究,以供参考。

关键词:质量位;原则;设计引言核电厂仪表和控制系统(简称“仪控系统”)与核电站操作人员共同构成了核电厂的“中枢神经系统”。

通过各种组成要素(如设备、模块、子系统、冗余系统等)。

仪控系统可感知基本参数、监控性能、整合信息,并根据需要对电厂运行进行自动调整。

随着信息时代的到来,计算机技术、网络通信技术等信息技术与核电厂数字化仪控系统相结合,使得基于计算机和联网技术的数字化仪控系统逐步被采用。

1总体设计典型的数字化仪控系统具有操作员站(OPS)、服务器、工程师站和现场控制站,其中现场控制站包括主控模块、通信模块和I/O模块。

全厂对时信号通过服务器接入系统,服务器在系统网中通过NTP对时协议对所有操作员站和所有主控模块进行对时,主控模块通过控制网给通信模块对时,通信模块给本站内的I/O模块进行通信对时和脉冲对时,并且系统中所有站的通信模块组成站间对时总线(TBUS)。

站间对时总线的设计是保证系统范围内所有I/O模块相对时间误差的关键。

事件由仪控系统中的不同设备产生,主要包括服务器、主控制器和I/O模块,对事件的识别和打时间戳等操作,只能由产生事件的设备或者在通信的上行链路中处于上方的设备进行处理。

控制网2的通信周期为20ms,所以对于开关量信号50ms分辨率的要求,只要保证站间I/O模块的时间精度小于30ms,就可以由主控制器处理开关量的时间戳;对于SOE的1ms分辨率要求,识别变位和打时间戳必须由I/O模块承担,I/O模块传输的不仅是当前的通道状态,还包括变位的事件和时间。

核电厂数字化仪控系统维修领域管理实践与创新

核电厂数字化仪控系统维修领域管理实践与创新

核电厂数字化仪控系统维修领域管理实践与创新摘要:在核电厂运行当中,数字化仪控系统是其中的重要组成部分。

在本文中,将就核电厂数字化仪控系统维修领域管理实践与创新进行一定的研究。

关键词:核电厂;数字化仪控系统;维修领域;管理实践;创新;1 引言在核电站当中,仪控系统是非常重要的组成部分,在实际生产当中,其具有较大的风险、较大的管理难度以及较高的管理要求。

在运行过程中,不可避免会出现一定的问题,也因此对仪控系统的维修组织提出了新的要求。

对此,即需要能够从管理方面入手,通过管理创新方式的应用保障机组的稳定安全运行。

2 仪控系统管理创新措施2.1 文化制度建设文化与制度是企业运行发展当中的关键因素,对此,核电站在工作当中即需要重视文化与制度的建设,在将生产运营保障作为基础工作方针的基础上以零容忍理念开展各项工作,以此积极引导站内员工能够以更高的工作热情以及负责精神参与到维护工作当中。

在核电站中,稳定发电可以说是其运行当中的一项重点任务,在其发展当中,做好健全制度体系的建设则是保障其稳定运行的重要基础,同时也将因此彰显出企业的管理水平。

对此,在公司原有管理体系的基础上,则需要做好各项程序管理制度以及规章制度的健全完善,包括有维修大纲、维修程序以及管理程序等。

对于管理程序,需要在每年定期做好审查工作,以此确定在未来工作当中是否继续应用、是否需要升级或者作废。

2.2 系统风险分析为了保障机组能够持续稳定、安全运行,避免因仪控故障问题的出现对运行情况造成影响、在风险问题出现的第一时间能够及时做好处理控制。

在实际工作开展当中,则需要在做好不同分系统特点功能、运行状态以及设备构成做好分析的基础上做好潜在风险分析工作,在对不同系统风险分析报告编制的基础上做好应急处理方案的制定,通过这部分工作的开展对机组运行潜在威胁进行较好的应对。

同时,需要对仪控系统做好风险分析评价工作,并做好具体硬度措施的落实,在为设备应急检修提供技术准备、支持的基础上实现管理水平的提升。

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

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是指将传统的机械式、电子式仪器仪表与控制系统进行数字化改造,其中包括数字仪表、控制系统和人机界面等。

这一技术的应用对于提高核电厂的安全性、可靠性和经济性具有重要意义。

数字化仪表在核电厂的应用已经逐步普及。

数字化仪表的应用可以提高仪表的精度和稳定性,减少人为误差,提高工作效率。

数字化仪表还可以对监测数据进行传输和存储,方便数据分析和处理。

在新建核电厂中,数字化仪表已经成为主流。

核电厂控制系统的数字化改造也在不断进行。

数字化控制系统可以提高控制的精度和稳定性,减少人为误差,增强核电厂的安全性。

数字化控制系统还可以实现与其他系统的联网和数据共享,提高整个核电厂的运行效率。

在核电厂的扩建和升级改造中,数字化控制系统被广泛采用。

人机界面的数字化改造也在逐步推进。

人机界面是操作员与控制系统之间的接口,直接影响操作员对核电厂情况的掌握和决策的准确性。

数字化人机界面可以提供更直观、清晰的显示效果,方便操作员进行参数调整和故障诊断。

在核电厂中,数字化人机界面的应用也越来越广泛。

随着技术的不断进步和应用经验的积累,核电厂数字化仪表与控制系统的发展趋势主要有以下几个方面:一是系统集成化水平将进一步提高。

目前,核电厂中的数字化仪表、控制系统和人机界面往往独立存在,缺乏协同工作的能力。

未来,数字化仪表与控制系统的集成化水平将不断提高,实现数据的共享和协同处理,提高系统的整体性能。

二是智能化程度将进一步提高。

未来的核电厂数字化仪表与控制系统将具备更高的智能化水平,能够根据运行状况进行自主优化和调整。

人机界面将具备更高的智能化能力,能够根据操作员的习惯和喜好进行个性化定制,提高操作效率和工作满意度。

三是安全性将进一步提高。

核电厂数字化仪表与控制系统的应用需要具备高度的安全性和可靠性。

未来的发展趋势是通过加密、防护和安全监控等手段,提高系统的安全性。

数字化仪表与控制系统的应用还需要具备故障诊断和容错能力,及时发现和解决问题,保证核电厂的安全运行。

核电数字化保护系统控制器研究

核电数字化保护系统控制器研究

上海交通大学硕士学位论文核电数字化保护系统控制器研究姓名:周振德申请学位级别:硕士专业:控制理论与控制工程指导教师:胡立生20090201核电数字化保护系统控制器研究摘要目前,国际上核电仪控系统已经发展到第三代,新一代的核电仪控系统采用数字化技术,提高了核电站运行的安全性和可靠性。

我国正处于核电事业的发展阶段,不仅需要新建数座百万千瓦级的核电站,还急需将原有的部分老化的仪控系统更新换代。

因此,发展我国自主设计的核电仪控系统有着极其重要的意义。

控制模件是整个保护系统中十分重要的组成部分,控制模件首先完成数据信号采集后的预处理和数值正确性的确认,然后,根据反应堆紧急停堆系统和专设安全系统分别设定的限值产生是否到达限值的逻辑信号,再分别进行必要的逻辑运算,最后产生反应堆紧急停堆系统断路器和专设安全系统驱动装置的启动信号。

安全可靠的控制模件对于降低核电厂各种事故造成的经济损失,尤其是重大的安全事故,起到非常重要的作用。

所以说安全可靠的控制模件是实现安全仪控系统功能的前提条件。

为了保证核级数字化设备达到足够的可靠性,除了设备本身(包括相应的硬件和软件)的高可靠性外,还在很大程度上取决于系统的设计,包括它的技术方案、体系结构等。

作为保护系统中设计较为复杂的组件,控制模件系统的设计不光要考虑自身的运行情况,还要为I/O组件、通信组件等提供必要的接口和通信协议。

本文在遵循核级仪控设备的设计准则的基础上,比较国外保护系统控制模件的设计方案,采用当今计算机领域先进的技术,提出了一种基于先进中央处理器的控制模件,通过可编程逻辑器件连接处理器和系统部件的设计方案。

文章首先对核级控制模件系统的功能需求进行分析,提出了模块化的设计方案,并对各模块进行了详细的功能说明。

其次,在基于模块设计的基础上,阐述了采用先进计算机技术的控制模件系统硬件架构设计方案,并给出了完整的设计电路。

最后,对于控制模件中比较重要的任务调度设计了一种较为可行的方法。

核电厂仪控系统数字化改造关键要素探究 程学新

核电厂仪控系统数字化改造关键要素探究 程学新

核电厂仪控系统数字化改造关键要素探究程学新摘要:随着时代的发展,核电厂仪控系统的改造必然趋向于数字化。

就数字化系统本身而言,在技术上没有明显的风险,与全新的核电厂相比,改造工作有众多的约束条件。

由于技术的进步和数字化仪控系统的广泛应用,已有改造指导对数字化技术本身的关注已经不再重要。

针对指导的关注点与现实脱节的情况,为了能够成功进行仪控系统的数字化改造,本文提出了改造的实施策略,分析了改造时必须关注的要素,给出了相应的建议。

关键词:核电厂;仪控系统;数字化改造引言仪表和控制系统作为现代核电厂的核心部分,对核电厂的安全稳定运行起着至关重要的作用。

纵观核电厂的发展进程,核电厂的数字化进程大致分为三个阶段:第一阶段,以模拟量组合单元仪表作为控制系统,如深圳大亚湾核电厂主控制系统所采用的Baily9020系统;第二阶段,随着计算机技术的迅猛发展,当前核电厂也大多采用了集散控制系统DCS(Distributed Control System),如江苏田湾核电厂所采用的Teleperm-XP仪控系统;第三阶段,电厂最新采用的则是现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System),是数字化仪控系统的典型代表。

1核电厂数字化仪控系统相关内容阐述1.1核电厂数字化仪控系统核电厂数字化仪控系统是核电厂在发展中比较重要的核心部分,其在核电厂运行中,主要是以系统的方式存在的。

数字化仪控系统是基于互联网技术而不断创新而来的,在应用时主要以计算机和通讯为主,属于分布式控制系统。

数字化仪控系统在核电厂中的应用,依据的是四种技术,包括计算机技术、通信技术、控制技术以及显示技术等。

在利用上述四种技术的基础上,通过互联网技术的支持,实现对新型技术的引入和使用。

新型技术包括以智能为主的自动报警技术、能实现远程操控的人机界面等。

将上述技术放置到数字化仪控系统中,实现系统化的控制功能,对相应的技术实施控制,使其能够在核电厂运行中充分发挥应有的作用。

核电站数字化仪控系统设定值整定方法的研究

核电站数字化仪控系统设定值整定方法的研究

核电站数字化仪控系统设定值整定方法的研究方涛;陆道纲;马吉强;潘海波【摘要】At present, during the nuclear plant instrument and control system design, there is lack of a complete and practical method. In this article, based on relevant special standards and object to an actual plant, a applied set point adjusting method is introduced. The contents include a general all channel uncertainty calculation arithmetic, and several key terms solution. In particularly, at the end of the article, a case of Diversity Actual System is provided, and did the comparison with Protect Safety Monitor System.%针对目前核电站数字化仪控系统,缺少一套完整实用的整定值设定方法的现状.以相关专业标准为依据,以实际电站为对象,介绍了一套实用的设定值整定方法.内容包括一个通用的全通道不确定性计算方法,和几个关键项的解决方案.最后,给出了多样性系统的设定值整体方法案例,并对结果同保护安检系统做了比较.【期刊名称】《河北工业大学学报》【年(卷),期】2011(040)005【总页数】5页(P22-26)【关键词】核电站;数字化仪控系统;设定值;整定;方法【作者】方涛;陆道纲;马吉强;潘海波【作者单位】华北电力大学核科学与工程学院,北京102206;华北电力大学核科学与工程学院,北京102206;北京广利核系统工程有限公司,北京100084;北京广利核系统工程有限公司,北京100084【正文语种】中文【中图分类】TP2730 前言所谓核电站数字化仪控系统的安全设定值整定,是指当现场控制站因为意外情况无法正常工作(失效)或偏离正常运行状态(功能降级)时,控制系统在经过自我修复后,对于其重要的控制对象,需要输出一个安全输出整定值(多为模拟量输出).该设定值首先要保证系统在恢复功能后可以安全运行,其次不要有较大的扰动.针对这一要求,专业机构给出了相应的标准[1-4],但这些方法只是给出了一个基本框架,具体实行比较困难.鉴于这一状况,笔者以实际电站为依托,给出了一个通用方法,并针对几个特殊项给出了实际解决步骤与方案.1 计算全通道不确定性的通用方法求取全通道的不确定性,是把各个通道的不确定性分别计算,然后加以统计,最后合成在一起来实现的.其中,各测量通道中,随机不确定性占主导,也就是说可通过计算随机不确定性来反映全通道的不确定性.计算过程中,采用的是不规则分布和偏差不确定性的代数组合.在确定安全相关设定值时,使用了概率论及统计学的方法.其中,最典型的方法就是平方和的平方根(SRSS)法,即求取所有误差项的最大期望偏差.目前,大部分反应堆保护系统的测量通道不确定性都是用方程式(1)来实现的.式 (1)中,为指定通道的不确定性.所有这些不确定项可分为两大类,分别为测量产生的不确定性和非测量产生的不确定性,各项具体内容的含义见表1(注:表中的所说的机笼,包括机笼和机笼中的所有采集、控制以及辅助模块).表1 不确定项内容含义Tab.1 Meaning of uncertainty term测量产生不确定项非测量产生不确定性序号不确定项含义序号不确定项含义序号不确定项含义1 SCA 传感器标定精度 1 PMA 过程测量精度 7 SSE 传感器的震动影响2 SD 传感器的漂移 2 PEA 基本元件精度 8 SREA 传感器的事故辐射影响3 SMTE 传感器测量与测试设备精度 3 SRA 传感器参考精度 9 STEA 传感器的事故温度影响4 RCA 机笼标定精度 4 SPE 传感器的压力影响 10 RTE 机笼的温度效应5 RD 机笼的漂移5 STE 传感器的温度影响 11 IRE 绝缘电阻效应6 RMTE 机笼测量与测试设备精度6 SPS 传感器的供电影响 12 BA 偏差裕量上述方程是一个通用方法,并非适用所有情况.对于保护回路中的单一参数情况通常是有效的;但对于需要通过计算多个输入才能确定的情况,则需要特定方法加以解决.所有对全通道不确定性有影响的参数都是用量程的百分数来表示的.因此,其它表示形式的数据,要先进行归一化,再计算.方程中考虑了由于恶劣环境导致的最坏情况,如SREA和STE,以及PMA等.需要注意的是,由于SREA产生误差对STE产生误差有抑制作用,所以在计算时只需考虑前者即可.PMA和PEA与传感器及机笼无关.其中,PMA给出的是与仪表无关项所产生的影响:如中子通量、流体密度变化、温度变化等.而对于多个独立、随机的PMA,可通过求SRSS来解决.需要注意的是,PMA是不含PEA的,所有PEA通常是指设备的计算或测量精度值,它考虑了设备在安装过程中的精度,常用的有:弯管、喷嘴、文丘里管和喷嘴等.与仪表相关项所产生误差通常被定义为传感器的参考精度.它是一种能力,要求在多次测试中对于相同的输入,必须有相同的输出.该项内容随测试样本数量成随机正态分布.2 数字化仪控系统的不确定性RCA、RTE、RD和RMTE合起来被看作是机笼的数字化安全保护裕量.所有这些参数值都是由供应商来提供的,而且都要满足技术规格书中的要求.一个典型的具有安全功能的信号处理路径包含:信号分配模块、输入模块以及数字信号处理模块(见图1).其中,信号分配模块为无源器件,因此无需计算它的不确定性.输入模块处理一个来自传感器的信号时,先要对信号进行调理(如消噪、放大等),然后是数模转换,最后进入数字信号处理模块.由于数字信号处理模块的不确定性一般为满量程的0.001%(以16位的采样精度为例,以供应商提供数据为准),因此,可忽略不计.图1 安全功能信号处理路径Fig.1 Thepath of safety function signal processing3 额定行程设定值(NTSP)与允许值(AV)的确定方法对于预计运行事件和假想事故,当设定值在达到分析限值(AL)之前,反应堆停堆系统(RT)和安全专设系统(ESFAS)会提前动作.这样就保证了电厂在达到安全限值之前,会先对目前的运行状态进行修正,以缓解所产生的影响.NTSP主要是用于保护实测过程参数在达到安全限值之前,能先行产生停堆或安全动作,它包含了仪表的不确定性,其大小是由技术规格书中的系统安全设定值来指定的.NTSP留了一定安全裕量,它容许运行在允许值范围内的功能降级仪表修正后继续工作.所以,对安全裕量的选取要适度,要求在确保电厂稳定运行的前提下,在预期运行瞬态过程中不能发生停堆或安全保护的误动.电厂正常运行限值与NTSP之间的裕量就是电厂的安全运行裕量.在确定NTSP的不确定性时,标定的量程间隔内有漂移.漂移再加上标定所产生误差自身的不确定性,可作为性能实验验收标准(PTAC).校准公差(CT)限值内的周期校准,可确保漂移的期望值处于NTSP的假设范围内(见图2).图2 分析限值与额定行程设定值及容许值间的关系Fig.2 Therelationshipbetween analysis limit and nominal trip set point容许限值(AL)是一个双边限值,它选取的是保护功能通道中,NTSP与容许限值之间的最大偏差.要想得到通道的容许限值,可用校准值加上或减去△1或△2中较小的值.在通道标定时,用容许限值判断通道是否可用,用性能实验验收标准判断仪表是否功能降级,因此要尽量避免使用较大的公差(见图 3).1)如果NTSP在性能实验验收准则范围内,则该通道可完全运行.2)如果NTSP处于双边设定限值之外,但又在容许值范围之内,则可以功能降级运行.同时,需要进行矫正,使其返回指定范围内.3)如果NTSP完全处于容许值范围之外,则通道无法工作.校正动作开启,同时,自动保护装置将无法正常工作.图3 数字化保护通道的周期检查Fig.3 Digital protect channel period surveillance式中:,……代表过程变量的测量值;,……为常数,是归一化后的功能设定值参数;为总的安全裕量;为安全裕量.式中:代表非测量项的平方和的平方根.其中,CU可由方程式 (1)求取,它表示了在正常和事故情况下的仪表性能.安全裕量要确保NTSP+PTAC不能大于AV,即使最小的安全裕量也要能防止通道的漂移超过AV.而附加的安全裕量则可以避免虚假停堆动作.多重安全裕量的叠加可确保通道的多重保护功能.总的允许限值=分析限值-额定行程设定值=通道不确定性+安全裕量保护功能由周期监测和通道校准两项组成.通道校准要能满足在全量程范围内的精度要求.AV、PTAC、CT都要考虑其中(通道5点检验通常为0%,25%,50%,75%,100%).4 性能测试验收标准(PTAC)性能测试可用于验证设备性能是否符合设计预期.设备的不确定性测试是所有不确定性项的加和,所以验收准则,也要根据每项内容逐一确定,如下1)传感器2)机笼因为机笼是没有RD误差的,而且SMTE误差已经含在RCA中了.3)回路5 基于压差的流速采集通道的不确定性介绍一个基于压差的流速测量通道的不确定性转换方法.压差的不确定性对于压差的满量程来说可以看成是一个常数;而通过压差转换成的流速对于流速的满量程来说,却并非是一个常数.流速与测量得到的压差关系如下式中:为测量通道中测得的流速;△为流速通道中的压差;为常数.流速的不确定性可由下式求得式中:为流速不确定性(额定流速下);为压差的不确定性(满量程下);为最大流速;为流速.6 多样性系统(DAS)DAS采用了最佳估计分析方法,消除了所有的共因故障.因此,假设其没有误差和功能降级.这样,DAS的NTSP=AL,不存在CU和SM.由于DAS与保护安全系统(PSMS)的输入信号同源.所以,回路部分的测试可通过PSMS的通道来实现.DAS只是多了个信道可用性测试(COT).如果需要做信道可用性测试的话,可先把DAS和PSMS的信号进行分离后再注入模拟测试信号.该注入信号可用于检查DAS的精度(见图4).1)DAS误差2)PSMS误差经过整理得到由上式可知,DAS与PSMS设定值之差必须要大于由DASBistable,DASIsolator,以及PSMSrack引入的误差之和.在最差条件下,[NTSP(DAS) NTSP (PSMS)]也必须要大于全量程的3.4%,表2(注:裕量=NTSP(DAS)-NTSP(PSMS),上升过程,全量程的3.4%)是实际两系统的实际计算结果.图4是DAS与PSMS误差比较情况.表2 DAS与PSMS设定值结果的比较Tab.2 The set point result comparison between DASand PSMS?7 结论核电站数字化仪控系统安全设定值的整定问题,一直以来都是设计的难点和关注焦点.安全设定值选取的好坏,将直接影响到整个系统能否安全稳定的运行.本文提出的一个通用方法和几个关键项的解决方案,已成功应用于实际电站的设计中,这将为其它电站的设计工作提供良好的借鉴.图4 多样性系统与保护安检系统的比较Fig.4 Comparison of DASand PSMS参考文献:[1]ANS.Set pointsfor Nuclear Safety-RelatedInstrumentation[S].American:ANS,16 May 2006.[2]ISA.Performance Monitoring for Nuclear Safety-Related Instrument Channelsin Nuclear Power Plants[S].American:ISA,24 May 2002.[3]ISA.Qualificationsand Certification of Instrumentation and Control Techniciansin Nuclear Facilities[S].American:ISA,15 February 2000.[4]ISA.Methodologiesfor the Determination of Set pointsfor Nuclear Safety-Related Instrumentation[S].American:ISA,1 January 2000.。

核电站集散控制系统设计变更策略研究

核电站集散控制系统设计变更策略研究

核电站集散控制系统设计变更策略研究摘要:集散控制系统(Distributed Control System;DCS)在核电站的控制中起到举足轻重的作用。

由于工程进度的原因,DCS系统在招投标程序完成并确定工程造价后,常常出现需要变更部分内容的情况。

这些变更常常导致DCS系统费用的提升。

因此,研究核电站DCS系统设计变更策略至关重要。

结合田湾核电站五号、六号机组DCS系统设计的执行情况,分析DCS变更的原因,解剖DCS项目执行的各个阶段,提出了预防变更的策略和控制变更的方法,以期推动核电站DCS设计管理水平的提升。

关键词:核电站;集散控制系统;变更策略引言仪器仪表技术的出现和发展极大地推动了工业仪控系统的发展,后者由传统的模拟仪表逐渐朝着数字化设备+模拟仪表组合和全数字化控制系统进化和发展。

现如今,全数字化仪控系统已经开始逐渐取代我国核电站仪控系统主体所使用的数字化设备+模拟仪表组合。

数字化技术的核心是通信网络,通信网络对控制系统的建立以及各控制站间数据交互的实现起到重要作用。

核电站仪控系统分为安全级与非安全级,其中安全级系统执行紧急停堆、堆芯冷却、安全壳隔离等重要的核安全功能,对设备和技术的可靠性和安全性要求高,都必须经历严格的成熟验证。

所以,在安全级控制系统的设计方面,也有专门的核安全法规和标准对具体设计作了相应的要求和规范。

通信网络是安全级数字化仪控系统的最为基础和关键的组成部分,其可靠性设计必须遵循以下原则,如冗余性、独立性、多样性、单一故障、故障安全等。

1核电仪控系统标准体系综述这个标准体系基于功能安全目标而建立,其中,IEC61513-2001作为整个标准体系的顶级标准,规定了核电站仪表与控制系统安全重要部分的功能安全要求的总纲。

IEC61226-2005规定了核电站仪表和控制系统以及它们的供电设备的安全级别、分级方法和要求。

IEC60880-2006提供了IEC61226-2005所规定的核电站I&C系统实施A类安全功能的计算机软件要求。

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Vol. 39 No. 5Oct. 2019第39卷第5期2019年]0月核科学与工程Nuclear Science and Engineering新建核电厂数字化仪控系统变更控制研究朱高试,穆海洋,段M(中国核电江苏核电有限公司,江苏连云港222042)摘要:新建核电站数字化仪控系统(也称DCS 系统)招投标程序完成后,工程造价基本确定,但是项目执行期间的变更数量及变更费用往往难以控制。

本文结合田湾核电站一期、二期DCS 项目的执行情况, 首先对变更的原因进行分析,然后通过一些标志性节点将DCS 项目执行分为不同的阶段,根据每个阶 段的工作侧重点不同,提出了变更预防及控制的策略,以期推动核电站DCS 项目管理水平的提升。

关键词:核电站;数字化仪控;变更控制中图分类号:TL48文章标志码:A 文章编号:0258-0918(2019)05-0821-05Research on Change Control of Digital I&C System in Newly-built Nuclear Power PlantsZHU Gaobin, MU Haiyang , DUAN Peng(Jiangsu Nuclear Power Corporation, Lianyungang of Jiangsu Prov. 222042,China)Abstract : With the constant development of computer and information automation technology > newly built NPPs all choose digitalized I&C system (also known asDCS system) in the form oftendering and bidding. At present , technology of main stream DCS system is quite mature , but it is difficult to control thequantity and cost of changes during the project implementation.The paper is to analyze reasons of changes based on the experiences of project implementation in Phases [&II of Tianwan Nuclear Power Station? and to discuss enhancement to change con ­trol of Digitalized I&C system in theperspective of project management.Key words :Nuclear Power Plants ;Digital I&C System ;Change Control数字化仪控系统是指以微处理芯片构成的,以数字处理技术为特点的智能化电子设备 和计算机系统,它除了具有常规测量仪表的测 量和控制功能外,还具有极强的数据处理和通 讯能力,并且数字化仪控系统采用统一的人机界面,为电厂的运行和维护提供了便利。

1998年,田湾核电厂一期工程(1、2号机组)在国内首次引进数字化仪控系统(SIEMENS/Framatome Teleperm-XP + Teleperm-XS)^1^ o此后,各新建核电厂均以招投标的形式选择数字收稿日期=2019-03-20作者简介:朱高斌(1975-),男,江苏连云港人,高级操纵员,学士,现主要从事核电厂仪控系统的项目管理工作821化仪控系统(也称DCS系统),并且普遍采用安全级+非安全级的系统架构。

例如田湾二期、岭澳二期和福清三期核电厂选择的Teleperm-XS+Teleperm-XP(现已升级为Teleperm-XS+SPPA-T2000);海阳一期和三门一期核电厂选择的Common Q+Ovation;方家山、福清一期/二期和昌江一期核电厂选择的IHconex+I/ A等。

DCS系统招投标程序完成后,工程造价基本确定,项目进入实体建设阶段。

在建设过程中将总投资控制在概算内是投资方及项目管理者的共同目标。

但是,由于各种因素导致的投资增加使得实现这一目标变得十分困难⑵。

其中,设计变更失控是导致项目建设阶段投资突破的主要原因。

1变更发生的原因国内新建的核电厂大都是引进国外数字化仪控系统产品,这些产品所依据的标准与我国核安全当局进行安全评审及监管依据的标准存在一些差异,且随着核安全要求的不断提高,核安全当局也会增加新的安全要求;此外,由于电厂工艺及其他系统本身的优化及检测控制要求变化等因素也会引起DCS系统的变更。

因此,在DCS系统项目合同生效后的实施过程中经常会出现需要增加新的安全功能、改变设备鉴定/测试的范围,以及修改工艺控制、设备保护及逻辑连锁等要求,从而导致在各阶段相应出现了大量的合同外变更工作。

1.1设计改进2011年日本福岛事故后,国内外对核电安全性的关注达到了前所未有的高度。

新建核电厂在初步安全分析报告(PSAR)评审时,核安全监管部门提出了新的更高的要求。

例如,田湾3、4号机组增加了专设安全设施驱动系统(ES-FAS)多样性的驱动方案、堆芯应急注入硼酸溶液系统多样性的驱动方案、安全级信号故障后的退化逻辑等。

此类设计变更需要充分考虑相关事件经验反馈、新的法规标准要求、机组的特点等。

1.2工艺变更核岛、常规岛以及相关辅助厂房及其布置设备的设计数据提交给DCS供应商,并完成设计澄清后,DCS系统供应商正式开始软硬件详细设计、制造及测试工作。

在此阶段,如上游设计输入出现变化,将导致DCS系统设计或制造产生额外的工作量,DCS系统供应商往往会依此要求变更费用。

此类设计变更发生的越晚,造成的额外工作越多,产生的费用也越高。

以设备测试阶段发生的工艺变更为例,需要新增的额外工作通常包括:系统详细设计文件修改、机柜硬件设计文件修改、机柜改线、测试程序修改、补充测试、变更的质保管理等。

追述此类变更的源头往往多种多样,比如厂房增减测点/设备、控制通道变化、设备型号变化等。

在各类变更中,工艺变更的数量往往最多,一些不易察觉的设计错误让项目管理人员很难做到源头控制。

但总体来说工艺变更的数量及影响主要取决于工艺设计方是否有足够的经验、电厂设计和选用设备是否成熟、是否有参考电厂、前期的接口澄清工作是否细致等。

1.3供货变更在项目执行过程中,DCS系统及其配套的电缆、端子箱、仪表、桥架或安装配件等,往往会出现遗漏和短缺,也有可能是运输、安装、调试过程中损坏,此时往往需要供应商补充供货,如果补充供货的责任不在供应商方面,将会形成合同变更。

此外,DCS系统在安装调试期间往往需要大量的备品备件,用以替换损坏的物项,而其中非供应商责任范围内的部分,也将会作为合同变更的一部分。

以田湾3、4号机组DCS合同的变更费用统计为例,其中32.92%的费用变更来自于补充的设备采购。

1.4测试变更DCS系统测试通常包括软/硬件测试、工厂集成测试(含工厂验收测试)、现场DCS系统调试以及电厂联合调试四个阶段。

测试工作是DCS系统生命周期中的一项重要活动,也是保证系统质量的重要手段,是V&V(验证和确认)的重要工作。

在设备出厂前的测试阶段(比如软件测试、工厂集成测试)设备的鉴定工作是否完善,相关鉴定证书、报告是否齐全,测试的覆盖面是否充分、选取的测试样本是否典型往往是管理的重点。

以田湾3、4号机组为例,由于新的核安全要求更加严格,安全级DCS系统在工厂测试时822增加了IE级功能100%测试、专设安全设施驱动优选功能100%测试。

这些合同外新增的测试工作不仅涉及商务问题,对工程进度也造成了一定的影响。

在现场调试阶段(比如DCS系统调试、电厂联合调试)往往是变更的高峰期。

由于工艺系统变化的影响,在DCS系统调试及与工艺的联合调试过程中可能出现大量的仪控逻辑变更⑶。

此外,DCS系统供应商在这个阶段的支持工作,比如调试文件范围、调试人员人工时等,受制于整个电厂调试进度,往往也会跟合同约定有所偏差。

2变更的控制研究新建核电厂DCS项目往往持续五六年甚至更长的时间,这个项目周期里也可以通过一些标志性节点再细分为不同的阶段,比如合同谈判阶段、设计阶段、工厂制造测试阶段、现场安装调试阶段等,每个阶段的工作侧重点不同,变更预防及控制的策略也有所不同。

以田湾3、4号机组为例,田湾3、4号机组DCS系统以1、2号机组为参考,同时吸收1、2号机组的经验反馈,对比国内同类型机组,田湾3、4号机组设计变更费用控制较为优化,使得合同变更不再是单一的买方补偿供方费用。

但是,田湾3.4号机组由于更严格的安全要求,一些设计补充和新增的测试项目产生了较大的计划外变更费用,田湾3、4号机组DCS项目变更费用在各阶段的占比如图1所示图1田湾3、4号机组DCS项目变更费用在各阶段比例Fig.1The proportion of cost change in each stage of Tianwan unit3&4DCS project 2.1合同谈判阶段变更控制不能仅在过程中靠流程控制,有 效的方法是在事前控制。

事前控制的一种方法是在项目开始前明确变更的定义,否则“变化”也无从谈起。

一般情况下,在合同签订前买方和供方会进行详细的技术澄清,此阶段供方会了解买方的需求,并制定供货范围,包括总体规模数据、设备和系统清单、服务项目、文件资料等。

之后,供方会依据供货方案进行分项报价,并最终计算得到合同总价。

由于一些不可预知的原因,这个供货范围存在变化的可能性,这种可能性需要在合同谈判阶段予以考虑,比如:其他系统和DCS的接口数量(也称I/O点数)变化;安全或自动功能设置的变化;供货材料或设备的变化;逻辑的修改和验证;工程延期可能导致的供货进度变化;服务项目的变化等。

这些变化及其造成的影响可作为变更的定义。

由于合同谈判阶段,供方会提供各类供货的分项报价,所以变更的计价方式也可以在合同谈判阶段明确。

2.2设计阶段DCS供货合同签订后,供方正式开始进行系统的设计工作,并接受安全评审和监管。

设计阶段前期的工作主要是DCS输入/输出数据的收集和澄清工作,这些设计数据涉及全厂几乎所有的工艺系统,一般由核岛、常规岛设计院提供,由于核电项目中普遍采用的工程分包模式,设计提资和澄清可能还需要其他下游单位和厂家参与。

由于不同核电机组的设计输入不同,DCS系统设计阶段的工作量建议以实际I/O点(输入/输出点)来定义,不同的输入测点、输出驱动器类型可以参考安全等级和逻辑设置的难易程度进行区分。

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