[发明专利]数字工厂保护系统

说明书

本申请的主题公开于申请人的共同未决临时美国专利申请第60/048,922和60/048,923号中，这两份申请皆于1997年6月6日申请，本申请要求享有这两份申请的优先权。

对相关申请的参照

本临时申请的主题总的来说涉及1997年4月29日申请的编号为08/848,556未决美国申请中的主题，后者基于1996年6月申请的一份临时申请，其公开内容在此引入以用于完全公开。另外，本申请的主题涉及公开于一份申请(Att.Docket ABB-165)中的内容，此申请由本申请的发明人与此在同一日期提出，题为“数字设计安全激励系统(Digital Engineered Safety Features Actuation System)”，其主题在此引入以作参考。

发明背景

本发明涉及核电站的数字工厂保护系统，尤其涉及加压水反应堆的数字工厂保护系统(DPPS)。

在核电站中，独立的停车和安全操作系统专门用来监测工厂的运行和评估大量涉及安全的参数。如果一个或更多检测到的参数显示出存在不安全的情况，那么用来减小预期瞬变状况影响的停车系统和/或安全操作系统可以自动执行适当的补救动作。必须使这些安全控制系统即工厂保护系统可靠地工作，因此，必须使所有检测到的参数有效。

在核电站保护系统的范围内，测量与工厂操作(plantoperation)有关的大量参数并不罕见。这些参数包括例如温度、压力、流量、功率密度、中子通量、液面位置等。工厂保护系统的其他功能包括对各种部件的状态监控，这些部件包括阀、泵、电动机、控制装置和发电机。

另外，在某些规定的条件下，工厂保护系统可以通过激励各种场系统(field system)和远程激励装置(remote actuation device)来启动一个事故保护停堆(RT)，即反应堆快速、受控和安全的停车。在加压轻水反应堆的情况下，常通过将缓和控制杆(moderatingcontrol rods)投入反应堆芯以使反应堆处于亚临界状态来实现停车。

在上述编号为08/848,556的共同未决美国申请中，公开了一种用于核工业中的发明，该发明用来提供一种遥感器的自动自测试系统，采用了多传感器、多通道冗余监控电路。该系统通过多个独立且是针对传感器的处理路径来检测或测量一个参数，每个路径都配备有并行的冗余子路径，每个子路径都能够顺序插入处理路径中以实现正常处理，或者与处理路径分离以实现测试。每个传感器直接或间接地将一数字数值提供给一比较器，该比较器将检测值与一预定值进行比较，该预定值又被提供给符合逻辑电路(coincidence logic)，该逻辑电路关于其他处理路径比较器的输入值评估其比较器的输出值，以提供表示合格或不合格状态的输出值。有利的是，该发明提供了一种自动自测试系统，用以检验参数检测系统中的信号路径处理功能和各种逻辑状态的有效性，所述的参数检测系统尤其是那种采用多个冗余处理路径的参数检测系统。

在上述编号为60/048,923的共同未决美国临时申请中，公开了一种用于核工业中的发明，该发明用来提供一种数字设计安全装置启动系统(Digital Engineered Safety Features Actuation System)(DESFAS)，该系统起核电站中工厂保护系统与设计安全装置之间一接口的作用。DESFAS连续监测每个远程启动设计安全装置系统的工厂保护系统启动电路(initiation circuit)，用以在工厂保护系统产生一“停堆(trip)”信号时执行补救动作。借助来自工厂保护系统的启动输入信号和操作员手动执行的输入信号，控制远程设备部件，如电磁阀、电动阀、泵、风扇和风门(dampers)。本发明的DPPS、上述自动自测试系统和上述DESFAS一起构成一个核电站反应堆保护系统。

现有的大多数工厂保护系统属于模拟型，其中通过各种有源器件如运算放大器的专用硬连线来处理模拟值。这些系统通常很复杂且需要进行基本维护。可是，更大的问题是与使用许多运算放大器相关的功能“漂移(drift)”。

运算放大器漂移是放大器的增益随时间变化而变化的一种情况，这通常归因于运算放大器内半导体材料与阻性和容性器件的老化。

如可以理解的那样，在最坏的情况下，漂移误差可以连锁起来以产生比有效输出值低的值。模拟系统可能特别难以解决否则将完全运算的技术要求成分之外的问题所在。这样，定位这些已经漂移到技术要求条件之外的运算放大器的问题可能很浪费时间，当然可能就很昂贵。