[发明专利]一种压水堆核电厂核级数字化仪控系统逻辑功能试验装置

说明书

技术领域

本发明属于核过程控制系统可靠性检测领域，具体涉及一种压水堆核电厂核级数字化仪控系统逻辑功能试验装置。

背景技术

核级数字化仪控系统(以下称KCS)是核电厂数字化仪控系统中重要的安全系统，其主要功能是在异常工况或事故工况下，通过停堆和(或)启动专设安全设施，以防止或减轻堆芯和冷却剂系统部件的损坏，保护三大核安全屏障的完整性，避免引起放射性物质大量逸出，保护核电厂周围环境不受污染以及人员的安全。

根据核电相关法规和导则要求，为保证核级数字化仪控系统的可靠性，需要对其逻辑功能进行定期试验。鉴于KCS系统自身一般有较强的系统自检功能，在工程设计中一般未考虑对其实施专门的逻辑功能定期试验，因此未设计专门的定期试验装置。而KCS系统自诊断并不能完整覆盖软件逻辑状态的诊断，以及对于系统内部存在的信号硬接线无法进行检查，因此设计专门的KCS逻辑功能定期试验装置是非常有必要的。核级数字化仪控系统逻辑功能定期试验的目的是验证KCS控制器内部逻辑及信号回路的正确性，试验范围包括反应堆停堆逻辑、安全专设驱动逻辑以及KCS控制器间用于数据交换的硬接线连接。

逻辑功能定期试验在机组停堆换料大修期间执行，传统试验装置多采用注入模拟量信号、收集模拟量信号的方式，试验风险高，人工操作量大，自动化水平低，给大修期间的时间窗口和人力带来较大压力，同时也带来较大安全风险。针对以上问题，本专利开发了若干技术思路，使得试验的实施更加安全、快速、便捷、高效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是研发一种专门针对核级数字化仪控系统逻辑功能试验的装置，实现定期对相关的逻辑功能和硬接线连接进行有效检测，确保 KCS可靠运行。同时该装置需要具备安全性、便携性、易用性、快速性的特点。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种压水堆核电厂核级数字化仪控系统逻辑功能试验装置，该压水堆核电厂核级数字化仪控系统逻辑功能试验装置应用于核级数字化控制系统中，核级数字化控制系统分为参与停堆保护信号处理的四个通道，每个通道各含两个停堆子组；以及参与专设安全设施驱动的两个列，每个列包含两个专设逻辑处理子组和一个专设数据处理子组；

上述四个通道和两个列按照功能划分为14个子组，每个子组由一个主控制器和若干拓展控制器组成；每个子组内的通讯以及子组间的通讯采用硬接线和光纤的形式实现；

该压水堆核电厂核级数字化仪控系统逻辑功能试验装置包含上位机、交换机、打印机、网络连接介质；

(1)上位机的功能包括以下方面：

1)提供人机接口：选择需要进行逻辑试验试验的子组对象、监视试验进度、获得试验结果；

2)建立试验初始条件：试验前系统检查和初始工况建立；

3)对每个子组的主控制器和拓展控制器内保护逻辑进行包括以下内容的自动测试：注入试验信号、读取试验结果、与预期结果比较、试验恢复；

4)生成试验记录：试验过程中所有操作均被记录在日志中，包括试验操作记录和试验结果记录；

(2)打印机

打印机与上位机通过网络连接介质连接，用来打印试验记录；

(3)交换机

交换机的功能模块是光电转换模块，通过交换机将上位机和14个子组的主控制器通过网络连接介质相互连接，实现上位机和14个子组的主控制器之间的信号交换。

进一步的，如上所述的一种压水堆核电厂核级数字化仪控系统逻辑功能试验装置，上位机和14个子组的主控制器之间的通讯采用专用通讯协议，通过该专用通讯协议实现对核级数字化控制系统的全类型变量控制，并在该装置上自动模拟子组的主控制器获取的现场仪表信号；通过运行该装置上的脚本结合上述专用通讯协议，实现对14个子组的主控制器内信号的控制及试验结果比对。

进一步的，如上所述的一种压水堆核电厂核级数字化仪控系统逻辑功能试验装置，网络连接介质采用光纤、网线中的一种。

在未采用本专利所述技术路线的情况下，KCS逻辑功能试验的实施需要人工注入模拟量信号，人工收集反馈信号并进行人工对比，最少需要六名工程师及六台工程师站同时工作，试验窗口最少需要一周，人力和时间成本较高，自动化水平低。本专利提及的专用试验所需资源为一名工程师、一套专用试验装置，完成全部逻辑试验所需工期仅为一天。

本发明技术方案的显著效果在于：