一种反应堆关键过程测量参数定值试验系统及试验方法与流程

本发明涉及反应堆关键过程测量参数定值试验领域，具体是指一种反应堆关键过程测量参数定值试验系统及试验方法。

背景技术：
HFETR（高通量工程试验堆）关键过程测量参数定值试验装置用于监测HFETR一回路关键过程参数（温度、压力、流量和堆热功率），并进行参数的运算和超阈值的逻辑判断，以及将报警控制信号送往安全逻辑单元或信号报警单元。当参数超出设定的HFETR安全阈值时，装置发出报警信号触发安全逻辑装置以驱动控制棒传动机构动作，使HFETR安全停闭。因此，在HFETR每次开堆前，需进行关键过程参数定值试验验证装置保护功能的正确性，以确保HFETR的运行安全。HFETR过去采用的关键过程测量参数定值试验虽能很好的实现上述保护功能和定值试验功能，但因采用模拟组件结构技术相对陈旧，且随堆运行多年，具有以下缺点：1）功能组件较多，使得参数定值试验时，需要配置多达五台精密信号源及信号输出检测工具，投入人力资源巨大，且工作效率低下；2）利用信号源向装置输入信号时，需要频繁大量拆、接端子上连线及设置跳线，接线端子损伤较大，恢复接线时容易出现线缆接错或接线不牢固隐患、等缺陷；3）利用多圈电位器进行参数阈值整定，调节精度不好控制且电位器易损坏；4）备品备件缺乏，维护困难。随着HEFTR的运行次数逐年增多上述问题表现地更为明显。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种反应堆关键过程测量参数定值试验系统及试验方法，使定值试验操作简洁、准确、高效，同时提高装置的可靠性和稳定性。本发明的目的通过下述技术方案实现：一种反应堆关键过程测量参数定值试验系统，其特征在于：包括三个独立且互为冗余的通道、以及维护计算机，其中每一个通道均包括：调理单元：用于接收信号输入，进行信号的隔离并输送给I/O单元，通过显示仪表、参数显示系统进行显示；I/O单元：将调理单元的输入信号输送给主控单元，并将主控单元的输出信号发送给安全逻辑单元或信号报警单元；主控单元：对输入信号进行运算、阀值进行比较后输出相应信号；安全逻辑单元：接收每个通道主控单元发出相应信号进行逻辑符合运算后触发控制棒下插停堆和发出停堆报警提示；信号报警单元：接收主控单元发出相应的信号进行报警；维护计算机：对HFETR所有关键过程参数的报警阈值进行修改及试验。本发明采用数字化DCS结构，三个互为冗余的通道分别对应三个独立的DCS控制站，每个通道相互隔离并独立供电。系统接收来自试验的信号后，完成运算、阈值比较输出相应的数字信号触发信号报警单元发出警告指令或触发安全逻辑单元发出保护指令。具体实现方法为：（1）对于警告指令，三个通道有一个通道发出警告信号，信号报警单元就执行警告指令；（2）对于保护指令，分为3取2逻辑符合和2取1逻辑符合的关键过程参数两类，对3取2逻辑符合的参数，三个通道中任意两个通道发出保护信号，安全逻辑装置就执行保护指令；对于2取1符合参数，则由1#、2#通道或2#、3#通道发出保护信号，安全逻辑装置就执行保护指令。本系统的优点在于：摈弃了研究堆关键参数定值试验系统采用模拟仪表的手段；系统具有定值试验误差小(<0.25%FS)；阈值设置准确且稳定，完全避免电位器设定困难、一段时间后需微调的缺点；硬件故障率比模拟设备低，稳定性好；试验信号来源手段多样性，可根据实际需要选取，减少了信号源数目，同时也减少了拆接端子的次数；定值试验时间从过去的3小时/次，减少到1小时/次，节约维护人员的工作时间。一种反应堆关键过程测量参数定值试验方法，其特征在于，包括以下步骤：（a）调理单元接收信号输入，进行信号的隔离并输送给I/O单元，通过显示仪表、参数显示系统进行显示；（b）I/O单元将调理单元的输入信号输送给主控单元，并将主控单元输出的信号发送给安全逻辑单元或信号报警单元；（c）主控单元对输入信号进行运算、阀值进行比较后输出相应信号；（d）安全逻辑单元接收每个通道中主控单元发出的信号进行逻辑运算；（e）信号报警单元接收主控单元的报警信号并进行报警；（f）维护计算机对HFETR所有关键过程参数的报警阈值进行修改及试验。本发明一种反应堆关键过程测量参数定值试验方法，主要包括阈值的设定的算法和阈值比较的原理，具体包括以下步骤：参数报警阈值设定算法为：（1）设定参数正常运行值，根据HFETR的实际工况设定一个百分比系数，例如高警告的110%，高保护的120%，参数的正常运行值与这个百分比系数的乘积作为参数报警阈值；（2）然后，输入信号经主控制单元处理后变为参数的实际值，再由主控单元与报警阈值进行布尔比较运算得到二进制的“0”或“1”；（3）二进制的“0”或“1”驱动继电器动作输出报警控制信号（继电器触点开关量）至后续的信号报警单元或安全逻辑单元；（4）为避免测量参数在阈值临界处波动造成继电器触点状态的波动，参数报警后设置了一个报警解除的回落范围值，只有参数离开这个范围后，报警才可消除，比如：堆入口压力低于1.12Mpa，堆入口压力参数报警，原则上压力升高至1.12以上报警就可消除，然而设置回落值为0.98Mpa，只有当压力升高至1.20Mpa报警才可消除，这样避免了在1.12Mpa这个临界点由于压力的波动造成继电器触点状态的波动。所述的主控单元进行报警信号处理的方法如下：首先，设定一个参数的报警系数，将报警系数与参数基准值的乘积作为报警阈值；然后，输入信号与报警阈值进行逻辑比较运算；最后，输出报警控制信号至信号报警单元或安全逻辑单元。在进行报警控制信号输出的同时，还通过设置报警回落范围以防止变量的波动导致的主控单元输出报警控制信号发生波动。本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1根据HFETR的实际工况灵活方便地设置参数报警阈值；2阈值设置准确且稳定，完全避免电位器设定困难、一段时间后需微调的缺点；3试验信号来源手段多样性，可根据实际需要选取，减少了信号源数目，同时也减少了拆接端子的次数；4硬件故障率比模拟设备低，稳定性好；5定值试验时间从过去的3小时/次，减少到1小时/次，节约维护人员的工作时间。附图说明此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：图1为本发明结构框图；图2为本发明定值实验的示意图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。实施例如图1至2所示，本发明一种反应堆关键过程测量参数定值试验系统，包括三个互为冗余的通道，其中每一个通道均包括调理单元：用于接收信号输入，进行信号的隔离并输送给I/O单元，通过显示仪表、参数显示系统进行显示；I/O单元：将信号单元的输入信号输送给主控单元，并将主控单元的输出信号发送给安全逻辑单元和/或信号报警单元；主控单元：对输入信号进行运算、输入信号与阀值进行比较；安全逻辑单元：用于接收每个通道中主控单元发出的信号进行逻辑运算；信号报警单元：用于接收主控单元的报警信号并进行报警；维护计算机：用于对主控单元的所有参数报警阈值进行修改及试验。定值试验可通过两种方法实现：方法一：通过分断试验端子，将仪表的真实信号与系统断开，测试人员通过维护计算机给出试验模拟信号，上传给过程测量系统，测试人员再通过维护计算机对系统的输出信号进行回读，来完成试验。方法二：通过分断试验端子，将仪表的真实信号与系统断开，测试人员通过信号发生装置即精密信号源给出试验模拟信号，经分断测试端子，上传给过程测量系统，测试人员通过维护工具对系统的输出信号进行回读，来完成试验。方式一为本发明的主要试验方式，方式二为过去采用的传统方式，在测试项目和测试参数完全一致的情况下，定值试验时间从过去的3小时/次，减少到1小时/次，操作人员数目从过去的4人/次变为现在的3人/次。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。