一种高可靠反应堆保护系统试验允许功能设计方法及系统与流程

1.本发明涉及核电厂反应堆保护系统设计技术领域，具体涉及一种高可靠反应堆保护系统试验允许功能设计方法及系统。


背景技术：

2.反应堆保护系统是核动力装置非常重要的一部分，在核动力装置运行工况达到运行限值时自动触发反应堆停堆，同时在发生事故的情况下触发专设安全设施缓解事故后果，对核动力装置安全、经济、可靠运行起到至关重要的作用。因此，为了证明反应堆保护系统能够在需要时完成这些保护功能，需要对其进行定期试验(在确定时间间隔内，按照试验程序，检查系统可用性)。
3.在进行定期试验时，为了避免因试验引起的安全系统动作而影响电厂正常运行，会设有试验手动允许开关，当进行定期试验前，按下相应的定期试验手动允许开关用于使能定期试验，包括闭锁与试验相关的某些安全动作的触发。由此可见，手动允许开关因故障而误触发时将会直接影响安全系统的正常动作，影响核动力装置的安全。为降低允许开关误触发的概率，手动允许开关通常设置为两个，只有两个开关均操作至“试验允许”状态时，才会使能有关定期试验。然而，现有技术中定期试验允许开关的误触发引起反应堆保护系统相关安全功能拒动问题。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是现有技术中定期试验允许开关的误触发引起反应堆保护系统相关安全功能拒动问题，本发明目的在于提供一种高可靠反应堆保护系统试验允许功能设计方法及系统，本发明能够有效消除由于单个反应堆保护系统定期试验手动允许开关误触发或两个试验手动允许开关均误触发时，导致的安全系统拒动(功能闭锁)。
5.本发明通过下述技术方案实现：
6.第一方面，本发明提供了一种高可靠反应堆保护系统试验允许功能设计方法，数字化仪控系统内设有逻辑处理器，该方法包括：所述逻辑处理器接收数字量输入采集卡采集的两个定期试验允许开关的状态信号，并对其进行逻辑处理，两个定期试验允许开关的状态信号经过相应逻辑后通过rs触发器置位或复位，产生最终的定期试验允许信号输入反应堆保护系统；其中，两个定期试验允许开关记作第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关；两个定期试验允许开关设于控制室内；
7.所述逻辑处理的过程包括：
8.将第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关的状态信号做“与非”逻辑运算，并将“与非”逻辑运算后的信号输入到rs触发器复位端；
9.将第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关的状态信号经上升沿脉冲发生器sp后再进行“与”逻辑运算，然后把“与”逻辑运算后的信号输入至rs触发器的置位端。
10.工作原理是：为了尽可能避免由于定期试验允许开关的误触发引起反应堆保护系
统相关安全功能拒动，本发明通过采集两个定期试验允许开关的状态并做相应逻辑处理来实现定期试验的使能。定期试验允许开关的状态信号通过信号di卡(数字量输入采集卡)采集后，送至逻辑处理器中进行处理。在逻辑处理部分：一方面两个定期试验允许开关的状态信号先分别经过一个上升沿脉冲发生器，该上升沿脉冲发生器一旦检测到上升沿信号将输出一个只能维持3s的脉冲，然后，两个定期试验允许开关经上升沿脉冲发生器后的信号再做“与”逻辑运算处理后送至rs触发器的s端(置位端)，使rs触发器输出试验允许信号，并向控制室发出报警提醒操作员当前已进入定期试验允许模式。另一方面两个定期试验允许开关的状态信号做“与非”逻辑运算处理后送至rs触发器的r端(复位端)，当任一定期试验允许开关未在“试验允许”位置时即可对rs触发器输出的试验允许信号进行复位，从而退出试验允许状态。
11.本发明方法的新颖性和创新点在于通过设计两个定期试验允许开关及相关逻辑处理，同时避免了单一开关故障或两个开关先后故障导致系统误发试验允许信号的情况，从而消除了因开关故障可能导致的保护功能失效的风险。本发明提升了反应堆保护系统定期试验手动允许功能的可靠性，降低了核动力装置安全系统拒动的风险，对提升核动力装置的安全性有益。
12.进一步地，所述上升沿脉冲发生器sp用于检测第一定期试验允许开关信号、第二定期试验允许开关信号的上升沿并将其转换为时间宽度为3s的脉冲信号。
13.进一步地，所述第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关均包括两种状态：正常和试验允许，正常记作0、试验允许记作1。
14.进一步地，该方法具体包括如下理想情况下的逻辑判断：
15.当两个定期试验允许开关均未操作或者只有一个被操作时，rs触发器的复位端输入为1，rs触发器的置位端输入为0，rs触发器输出始终为0，表示当前未进入定期试验允许模式；
16.当两个定期试验允许开关均在3秒钟内被操作时，rs触发器的复位端输入为0，rs触发器的置位端输入为1；rs触发器的输出为1表示当前已进入定期试验允许模式，并向控制室发出报警提醒操作员；
17.当完成定期试验之后，试验人员将定期试验允许开关操作至“正常”位置，任一定期试验允许开关被操作至“正常”位置后(即两个定期试验允许开关均为试验允许的状态且完成定期试验之后，有一个定期试验允许开关被操作至正常状态)，rs触发器的复位端输入为1，rs触发器的置位端输入为0，rs触发器输出的试验允许信号将被清零，从而退出试验允许模式，控制室试验允许报警消失。
18.进一步地，该方法还包括如下非理想情况下的逻辑判断：
19.如果在未处于试验允许模式的情况下，当其中一个定期试验允许开关因故障而触发，只要另一个定期试验允许开关不是在第一个定期试验允许开关触发后的3秒钟内也因故障而触发，rs触发器的置位端输入将一直为0，rs触发器的复位端输入一直为1，rs触发器输出为0，表示当前未处于试验允许模式；
20.如果两个定期试验允许开关均在同一个3秒钟内因故障而触发的情况，rs触发器的输出将被误置为1，此时，向控制室发送报警，将提醒操作员这一状态，从而操作员可以采取恰当的纠正措施进行及时干预。
21.进一步地，rs触发器采用复位优先型触发器。
22.第二方面，本发明还提供了一种高可靠反应堆保护系统试验允许功能设计系统，该系统支持所述的一种高可靠反应堆保护系统试验允许功能设计方法，该系统包括：数字化仪控系统和控制室，数字化仪控系统内设有数字量输入采集卡、逻辑处理器，控制室内设有两个定期试验允许开关；
23.所述逻辑处理器包括上升沿脉冲发生器sp、逻辑与门、逻辑与非门、rs触发器，所述逻辑处理器接收数字量输入采集卡采集的两个定期试验允许开关的状态信号，并对其进行逻辑处理，两个定期试验允许开关的状态信号经过相应逻辑后通过rs触发器置位或复位，产生最终的定期试验允许信号输入反应堆保护系统；其中，两个定期试验允许开关记作第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关；所述相应逻辑包括：
24.将第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关的状态信号通过逻辑与非门做“与非”逻辑运算，并将“与非”逻辑运算后的信号输入到rs触发器复位端；
25.将第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关的状态信号经上升沿脉冲发生器sp后再通过逻辑与门进行“与”逻辑运算，然后把“与”逻辑运算后的信号输入至rs触发器的置位端；
26.所述上升沿脉冲发生器sp，用于检测第一定期试验允许开关信号、第二定期试验允许开关信号的上升沿并将其转换为时间宽度为3s的脉冲信号。
27.进一步地，所述相应逻辑具体包括如下几种情况的逻辑判断：
28.当两个定期试验允许开关均未操作或者只有一个被操作时，rs触发器的复位端输入为1，rs触发器的置位端输入为0，rs触发器输出始终为0，表示当前未进入定期试验允许模式；
29.当两个定期试验允许开关均在3秒钟内被操作时，rs触发器的复位端输入为0，rs触发器的置位端输入为1；rs触发器的输出为1表示当前已进入定期试验允许模式，并向控制室发出报警提醒操作员；
30.当完成定期试验之后，试验人员将定期试验允许开关操作至“正常”位置，任一定期试验允许开关被操作至“正常”位置后(即两个定期试验允许开关均为试验允许的状态且完成定期试验之后，有一个定期试验允许开关被操作至正常状态)，rs触发器的复位端输入为1，rs触发器的置位端输入为0，rs触发器输出的试验允许信号将被清零，从而退出试验允许模式，控制室试验允许报警消失；
31.如果在未处于试验允许模式的情况下，当其中一个定期试验允许开关因故障而触发，只要另一个定期试验允许开关不是在第一个定期试验允许开关触发后的3秒钟内也因故障而触发，rs触发器的置位端输入将一直为0，rs触发器的复位端输入一直为1，rs触发器输出为0，表示当前未处于试验允许模式；
32.如果两个定期试验允许开关均在同一个3秒钟内因故障而触发的情况，rs触发器的输出将被误置为1，此时，向控制室发送报警，将提醒操作员这一状态，从而操作员可以采取恰当的纠正措施进行及时干预。
33.进一步地，所述rs触发器采用复位优先型触发器。
34.第三方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现
所述的一种高可靠反应堆保护系统试验允许功能设计方法。
35.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
36.1、本发明方法的新颖性和创新点在于通过设计两个定期试验允许开关及相关逻辑处理，同时避免了单一开关故障或两个开关先后故障导致系统误发试验允许信号的情况，从而消除了因开关故障可能导致的保护功能失效的风险。
37.2、本发明提升了反应堆保护系统定期试验手动允许功能的可靠性，降低了核动力装置安全系统拒动的风险，对提升核动力装置的安全性有益。
附图说明
38.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，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
39.图1为本发明一种高可靠反应堆保护系统试验允许功能设计方法实现图。
具体实施方式
40.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。
41.实施例1
42.如图1所示，本发明一种高可靠反应堆保护系统试验允许功能设计方法，数字化仪控系统内设有逻辑处理器，该方法包括：所述逻辑处理器接收数字量输入采集卡采集的两个定期试验允许开关的状态信号，并对其进行逻辑处理，两个定期试验允许开关的状态信号经过相应逻辑后通过rs触发器置位或复位，产生最终的定期试验允许信号输入反应堆保护系统；其中，两个定期试验允许开关记作第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关；两个定期试验允许开关设于控制室内；
43.所述逻辑处理的过程包括：
44.将第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关的状态信号做“与非”逻辑运算，并将“与非”逻辑运算后的信号输入到rs触发器复位端；
45.将第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关的状态信号经上升沿脉冲发生器sp后再进行“与”逻辑运算，然后把“与”逻辑运算后的信号输入至rs触发器的置位端。
46.其中，“与”逻辑为只有第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关的状态信号都是1，结果才是1。
[0047]“与非”逻辑为若当输入第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关的状态信号均为1，则输出为0；若输入中第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关的状态信号至少有一个为0，则输出为1。
[0048]
为了进一步的对本实施例进行说明，所述上升沿脉冲发生器sp用于检测第一定期试验允许开关信号、第二定期试验允许开关信号的上升沿并将其转换为时间宽度为3s的脉冲信号。
[0049]
为了进一步的对本实施例进行说明，所述第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关均包括两种状态：正常和试验允许，正常记作0、试验允许记作1。
[0050]
为了进一步的对本实施例进行说明，该方法具体包括如下理想情况下的逻辑判断：
[0051]
当两个定期试验允许开关均未操作或者只有一个被操作时，rs触发器的复位端输入为1，rs触发器的置位端输入为0，rs触发器输出始终为0，表示当前未进入定期试验允许模式；
[0052]
当两个定期试验允许开关均在3秒钟内被操作时，rs触发器的复位端输入为0，rs触发器的置位端输入为1；rs触发器的输出为1表示当前已进入定期试验允许模式，并向控制室发出报警提醒操作员；
[0053]
当完成定期试验之后，试验人员将定期试验允许开关操作至“正常”位置，任一定期试验允许开关被操作至“正常”位置后(即两个定期试验允许开关均为试验允许的状态且完成定期试验之后，有一个定期试验允许开关被操作至正常状态)，rs触发器的复位端输入为1，rs触发器的置位端输入为0，rs触发器输出的试验允许信号将被清零，从而退出试验允许模式，控制室试验允许报警消失。
[0054]
为了进一步的对本实施例进行说明，该方法还包括如下非理想情况下的逻辑判断：
[0055]
如果在未处于试验允许模式的情况下，当其中一个定期试验允许开关因故障而触发，只要另一个定期试验允许开关不是在第一个定期试验允许开关触发后的3秒钟内也因故障而触发，rs触发器的置位端输入将一直为0，rs触发器的复位端输入一直为1，rs触发器输出为0，表示当前未处于试验允许模式；
[0056]
如果两个定期试验允许开关均在同一个3秒钟内因故障而触发的情况，rs触发器的输出将被误置为1，此时，向控制室发送报警，将提醒操作员这一状态，从而操作员可以采取恰当的纠正措施进行及时干预。
[0057]
为了进一步的对本实施例进行说明，rs触发器采用复位优先型触发器。
[0058]
实施时：本发明方法在中国工程试验堆中实施，图1表示了定期试验允许信号的生成过程。首先，位于盘台(即控制室)的两个定期试验允许开关被触发，数字化仪控系统(dcs)将开关状态信号经数字化输入卡(di)采集到中央处理器(cpu)中进行逻辑处理。两个开关的状态信号经过相应逻辑后通过rs触发器置位或复位最终的定期试验允许信号。具体地：
[0059]
本发明通过采集两个定期试验允许开关的状态并做相应逻辑处理来实现定期试验的使能。定期试验允许开关的状态信号通过信号di卡(数字量输入采集卡)采集后，送至逻辑处理器中进行处理。在逻辑处理部分：一方面两个定期试验允许开关的状态信号先分别经过一个上升沿脉冲发生器，该上升沿脉冲发生器一旦检测到上升沿信号将输出一个只能维持3s的脉冲，然后，两个定期试验允许开关经上升沿脉冲发生器后的信号再做“与”逻辑运算处理后送至rs触发器的s端(置位端)，使rs触发器输出试验允许信号，并向控制室发出报警提醒操作员当前已进入定期试验允许模式。另一方面两个定期试验允许开关的状态信号做“与非”逻辑运算处理后送至rs触发器的r端(复位端)，当任一定期试验允许开关未在“试验允许”位置时即可对rs触发器输出的试验允许信号进行复位，从而退出试验允许状态。
[0060]
本发明方法的新颖性和创新点在于通过设计两个定期试验允许开关及相关逻辑
处理，同时避免了单一开关故障或两个开关先后故障导致系统误发试验允许信号的情况，从而消除了因开关故障可能导致的保护功能失效的风险。本发明提升了反应堆保护系统定期试验手动允许功能的可靠性，降低了核动力装置安全系统拒动的风险，对提升核动力装置的安全性有益。
[0061]
本发明还可以应用于除了数字化仪控系统(dcs)外的其它控制系统，产生最终的定期试验允许信号输入反应堆保护系统。
[0062]
实施例2
[0063]
如图1所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例提供了一种高可靠反应堆保护系统试验允许功能设计系统，该系统支持实施例1所述的一种高可靠反应堆保护系统试验允许功能设计方法，该系统包括：数字化仪控系统和控制室，数字化仪控系统内设有数字量输入采集卡、逻辑处理器，控制室内设有两个定期试验允许开关；
[0064]
所述逻辑处理器包括上升沿脉冲发生器sp、逻辑与门、逻辑与非门、rs触发器，所述逻辑处理器接收数字量输入采集卡采集的两个定期试验允许开关的状态信号，并对其进行逻辑处理，两个定期试验允许开关的状态信号经过相应逻辑后通过rs触发器置位或复位，产生最终的定期试验允许信号输入反应堆保护系统；其中，两个定期试验允许开关记作第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关；所述相应逻辑包括：
[0065]
将第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关的状态信号通过逻辑与非门做“与非”逻辑运算，并将“与非”逻辑运算后的信号输入到rs触发器复位端；
[0066]
将第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关的状态信号经上升沿脉冲发生器sp后再通过逻辑与门进行“与”逻辑运算，然后把“与”逻辑运算后的信号输入至rs触发器的置位端；
[0067]
所述上升沿脉冲发生器sp，用于检测第一定期试验允许开关信号、第二定期试验允许开关信号的上升沿并将其转换为时间宽度为3s的脉冲信号。
[0068]
为了进一步的对本实施例进行说明，所述第一定期试验允许开关、第二定期试验允许开关均包括两种状态：正常和试验允许，正常记作0、试验允许记作1。
[0069]
为了进一步的对本实施例进行说明，所述相应逻辑具体包括如下几种情况的逻辑判断：
[0070]
当两个定期试验允许开关均未操作或者只有一个被操作时，rs触发器的复位端输入为1，rs触发器的置位端输入为0，rs触发器输出始终为0，表示当前未进入定期试验允许模式；
[0071]
当两个定期试验允许开关均在3秒钟内被操作时，rs触发器的复位端输入为0，rs触发器的置位端输入为1；rs触发器的输出为1表示当前已进入定期试验允许模式，并向控制室发出报警提醒操作员；
[0072]
当完成定期试验之后，试验人员将定期试验允许开关操作至“正常”位置，任一定期试验允许开关被操作至“正常”位置后(即两个定期试验允许开关均为试验允许的状态且完成定期试验之后，有一个定期试验允许开关被操作至正常状态)，rs触发器的复位端输入为1，rs触发器的置位端输入为0，rs触发器输出的试验允许信号将被清零，从而退出试验允许模式，控制室试验允许报警消失；
[0073]
如果在未处于试验允许模式的情况下，当其中一个定期试验允许开关因故障而触
发，只要另一个定期试验允许开关不是在第一个定期试验允许开关触发后的3秒钟内也因故障而触发，rs触发器的置位端输入将一直为0，rs触发器的复位端输入一直为1，rs触发器输出为0，表示当前未处于试验允许模式；
[0074]
如果两个定期试验允许开关均在同一个3秒钟内因故障而触发的情况，rs触发器的输出将被误置为1，此时，向控制室发送报警，将提醒操作员这一状态，从而操作员可以采取恰当的纠正措施进行及时干预。
[0075]
为了进一步的对本实施例进行说明，所述rs触发器采用复位优先型触发器。
[0076]
本发明的设计系统既能满足定期试验手动允许开关正常操作下的输出要求，也消除了因单一开关故障或两个开关先后故障导致系统误发试验允许信号，从而导致保护功能拒动的情况，提升了反应堆保护系统定期试验手动允许功能的可靠性，降低了核动力装置安全系统拒动的风险，对提升核动力装置的安全性有益。
[0077]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
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rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0078]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0079]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0080]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0081]
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。