一种核电厂核功率触发停堆控制系统的制作方法

本发明涉及核电厂自动控制，具体涉及一种核电厂核功率触发停堆控制系统。

背景技术：

1、核电厂有关核功率触发停堆保护的控制方法、装置作为安全停堆保护的一部分与核安全直接相关，其作用是通过采集堆芯内相关运行参数对当前核功率的大小进行阈值与逻辑判断。当堆芯内相关运行参数超过设定值时，可能会危及核电站三大屏障的完整性，因而会发出紧急停堆信号，并在必要时启动安全专设驱动系统。以某新型核电厂为例，为了确保核电厂的安全性，该核电厂的中间核功率触发保护停堆装置采取a、b两列通道的冗余设计，对两列通道信号进行2取1，经逻辑运算后输出停堆报警信号。该设计虽然起到了保护核电站三大屏障的作用，但在该核电厂日常运行以及进行定期试验时发现，在信号未旁通退出运行的情况下，该装置内任何一列通道出现核功率高、质量位故障、测量装置故障中的任意一种情况都会产生事故报警信号并触发停堆信号。在核功率运行参数正常的情况下，当前设计导致核功率相关停堆信号的误触率较高，从而会造成核电厂的非预期停堆，给核电厂造成极大的经济损失。

2、现有专利cn110415850a公开了一种降低反应堆保护系统误动率的设计方法，数字化仪控系统具有3个保护通道：第一保护通道、第二保护通道、第三保护通道；第一保护通道和第二保护通道安装有传感器采集信号，该方法包括：第一保护通道和第二保护通道内的传感器采集信号后，将信号分别传输至各自保护通道内的采集和运算单元；同时将第一保护通道和第二保护通道内的传感器采集的信号传输至第三保护通道内的采集和运算单元；第三保护通道内的采集和运算单元首先对收到的信号进行筛选处理，然后将筛选处理后的信号进行定值比较处理；第一保护通道和第二保护通道内的采集和运算单元分别对收到的信号进行定值比较处理；将3个采集和运算单元定值比较处理后的信号进行三取二符合逻辑运算处理，产生最终的保护动作信号输入反应堆保护系统。该方案是针对2取1运算逻辑的简单改进，仍存在较高的核功率相关停堆信号误触率。

3、现有专利cn111799008a公开了一种核电站应对蒸发器多通道液位信号故障的方法。核电站应对蒸发器多通道液位信号故障的方法为：生成蒸发器液位故障信号；生成蒸发器液位故障总信号；生成热段温度小于设定限值信号；生成冷却模式信号；热段温度小于设定限值信号和冷却模式信号进行与运算，生成冷却闭锁信号；蒸发器液位故障总信号通过闭锁逻辑和冷却闭锁信号进行闭锁运算，生成蒸发器液位故障停堆信号；蒸发器液位故障停堆信号和其他停堆信号生成停堆总信号，执行停堆。该方案侧重于解决反应堆机组因蒸发器液位信号故障判断不准确导致的误触发停堆保护，未解决现有技术中核测量装置故障、核功率等产生报警信号导致的核电厂核功率触发保护停堆装置误动率较高的问题。

4、基于上述技术问题，特此提出本发明。

技术实现思路

1、基于上述技术问题，本发明提出一种核电厂核功率触发停堆控制系统，解决现有技术中核电厂核功率触发保护停堆装置误动率较高及导致的反应堆非预期停堆的问题。

2、为实现上述目的，本发明提出一种核电厂核功率触发停堆控制系统。

3、一种核电厂核功率触发停堆控制系统，该控制系统包括：现场信号采集模块、控制面板模块、第一通道控制模块、第二通道信号输出模块以及供电模块，

4、第一通道控制模块包括多个开关量输入单元di、一个模拟量输入单元ai、一个开关量输出单元do、处理器mpu和通信单元；

5、模拟量输入单元ai和第一开关量输入单元di用于分别接收现场信号采集模块采集的传感器信号；

6、第二开关量输入单元di和第三开关量输入单元di用于接收控制面板模块发出的输入信号；

7、第四开关量输入单元di至第七开关量输入单元di用于通过通信单元，分别接收第二通道信号输出模块的输出信号；

8、第八开关量输入单元di用于通过通信单元接收闭锁信号；

9、处理器mpu用于对传感器信号、控制面板模块发出的输入信号、第二通道信号输出模块的输出信号、闭锁信号进行逻辑运算，生成逻辑运算结果；

10、开关量输出单元do用于输出逻辑运算结果；

11、供电模块用于为第一通道控制模块供电。

12、进一步地，系统还包括调理模块，调理模块用于将传感器信号转换为模拟量输入信号和数字量输入信号，将模拟量输入信号和数字量输入信号分别发送至模拟量输入单元ai和第一开关量输入单元di。

13、进一步地，传感器信号包括第一通道中间量程核功率信号和第一通道中间量程核测量装置故障信号。

14、进一步地，第一通道中间量程核功率信号和第一通道中间量程核测量装置故障信号中均包括第一通道质量位信息。

15、进一步地，控制面板模块发出的输入信号包括：第一通道中间量程核测量装置旁通信号和第一通道旁通信号。

16、进一步地，第二通道信号输出模块的输出信号包括：第二通道旁通信号、第二通道中间量程核测量装置故障信号、第二通道质量位故障信号和第二通道中间量程核功率高信号。

17、进一步地，处理器mpu包括一个阈值判断单元、十三个与门和两个或门，

18、阈值判断单元与模拟量输入单元ai相连，用于接收模拟量输入单元ai输出的第一通道中间量程核功率信号，并对上述信号进行阈值判断，输出阈值判断结果；

19、第一与门与阈值判断单元相连，用于接收阈值判断结果和第一开关量输入单元di输出的第一通道中间量程核测量装置故障信号，并对上述信号进行与运算，输出第一运算结果；

20、第二与门分别与第一与门和第二开关量输入单元di相连，用于接收第一与门的第一运算结果和第二开关量输入单元di输出的第一通道中间量程核测量装置旁通信号，并对上述信号进行与运算，输出第二运算结果；

21、第三与门分别与第二与门和第三开关量输入单元di相连，用于接收第二与门的第二运算结果和第三开关量输入单元di输出的第一通道旁通信号的非值，并对上述信号进行与运算，输出第三运算结果；

22、第一或门分别与模拟量输入单元ai、第一开关量输入单元di和第二开关量输入单元di相连，用于接收模拟量输入单元ai、第一开关量输入单元di输出的第一通道质量位信号和第二开关量输入单元di输出的第一通道中间量程核测量装置旁通信号，并对上述信号进行或运算，输出第四运算结果；

23、第四与门分别与第一或门和第三开关量输入单元di相连，用于接收第一或门输出的第四运算结果和第三开关量输入单元di输出的第一通道旁通信号的非值，并对上述信号进行与运算，输出第五运算结果；

24、第五与门分别与第一开关量输入单元di和第三开关量输入单元di相连，用于接收第一开关量输入单元di输出的第一通道中间量程核测量装置故障信号的非值和第三开关量输入单元di输出的第一通道旁通信号的非值，并对上述信号进行与运算，输出第六运算结果；

25、第六与门分别与第四开关量输入单元di和第五开关量输入单元di相连，用于接收第四开关量输入单元di输出的第二通道旁通信号的非值和第五开关量输入单元di输出的第二通道中间量程核测量装置故障信号的非值，并对上述信号进行与运算，输出第七运算结果；

26、第七与门分别与第四开关量输入单元di和第六开关量输入单元di相连，用于接收第四开关量输入单元di输出的第二通道旁通信号的非值和第六开关量输入单元di输出的第二通道质量位故障信号，并对上述信号进行与运算，输出第八运算结果；

27、第八与门分别与第四开关量输入单元di和第七开关量输入单元di相连，用于接收第四开关量输入单元di输出的第二通道旁通信号的非值和第七开关量输入单元di输出的第二通道中间量程核功率高信号，并对上述信号进行与运算，输出第九运算结果；

28、第九与门分别与第五与门和第六与门相连，用于接收第五与门输出的第六运算结果和第六与门输出的第七运算结果，并对上述信号进行与运算，输出第十运算结果；

29、第十与门分别与第四与门和第七与门相连，用于接收第四与门输出的第五运算结果和第七与门输出的第八运算结果，并对上述信号进行与运算，输出第十一运算结果；

30、第十一与门分别与第四与门和第六与门相连，用于接收第四与门输出的第五运算结果和第六与门输出的第七运算结果，并对上述信号进行与运算，输出第十二运算结果；

31、第十二与门分别与第五与门和第七与门相连，用于接收第五与门输出的第六运算结果和第七与门输出的第八运算结果，并对上述信号进行与运算，输出第十三运算结果；

32、第二或门分别与第三与门、第十与门、第九与门、第十一与门、第十二与门和第八与门连接，用于接收第三与门、第十与门、第九与门、第十一与门、第十二与门和第八与门的输出结果，并对上述信号进行或运算，输出第十四运算结果；

33、第十三与门分别与第二或门和第八开关量输入单元di相连，用于接收第二或门输出的第十四运算结果和第八开关量输入单元di输出的闭锁信号的非值，并对上述信号进行与运算，输出第十五运算结果。

34、进一步地，供电模块ac\dc冗余配置，由220vac转24vdc为第一通道控制模块供电。

35、进一步地，包括：当处理器mpu计算出的第一通道中间量程核功率高，触发第一通道中间量程核功率高停堆保护信号；

36、第二通道中间量程核功率高，触发第一通道中间量程核功率高停堆保护信号；

37、第一通道中间量程核测量装置故障且第二通道中间量程核测量装置故障，触发第一通道中间量程核功率高停堆保护信号；

38、第一通道中间量程核测量装置故障且第二通道质量位故障，触发第一通道中间量程核功率高停堆保护信号；

39、第一通道质量位故障且第二通道中间量程核测量装置故障，触发第一通道中间量程核功率高停堆保护信号；

40、第一通道质量位故障且第二通道质量位故障时，触发第一通道中间量程核功率高停堆保护信号。

41、进一步地，包括：当处理器mpu计算出的第一通道中间量程核测量装置故障，不触发第一通道中间量程核功率高停堆保护信号；

42、第一通道质量位故障，不触发第一通道中间量程核功率高停堆保护信号；

43、第二通道中间量程核测量装置故障，不触发第一通道中间量程核功率高停堆保护信号；

44、第二通道质量位故障，不触发第一通道中间量程核功率高停堆保护信号。

45、基于上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：

46、1、本发明通过优化处理器内部运算逻辑，将不同通道的旁通状态以及故障状态进行逻辑组合，使得单个设备的故障信号并不会直接导致控制系统输出停堆保护信号，从而降低由于单一部件失效导致核功率触发停堆保护信号的误触风险，解决反应堆非预期停堆的问题，能够提高核电厂整体运行效益。

47、2、本发明在降低由于单一部件失效导致核功率触发停堆保护信号误触风险的同时，仍可保证当任一通道正常发出停堆信号时仍可触发反应堆紧急停堆，其控制系统内部的反应堆保护逻辑具有较高的可靠性。