核电厂仪表和控制系统纵深防御与多样性分析
- 格式:pdf
- 大小:578.95 KB
- 文档页数:3
核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势1. 引言1.1 背景介绍核电厂作为清洁能源的重要组成部分,在电力生产中起着至关重要的作用。
随着数字化技术的不断进步和应用,核电厂数字化仪表与控制系统也逐渐成为核电行业的研究热点。
数字化仪表与控制系统的应用可以提高核电厂的效率、安全性和可靠性,降低运营成本,实现智能化管理。
深入研究核电数字化仪表与控制系统的应用现状和发展趋势,对推动核电行业的发展具有重要意义。
在此背景下,本文旨在分析核电数字化仪表与控制系统的应用现状,探讨其发展趋势,探讨数字化技术对核电行业的影响,并提出面临的挑战和解决方法,为政府和企业提供参考,推动核电数字化技术的应用和发展。
1.2 问题提出核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势引言:随着数字化技术的不断发展和应用,核电厂的数字化仪表与控制系统也日益受到关注。
当前在核电行业中仍存在一些问题和挑战,例如老旧设备的更新换代、数字化技术的推广应用等方面还存在一定的困难。
需要对核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状进行深入研究,分析其发展趋势,以及数字化技术对核电行业的影响,以便为未来的发展提供科学的指导和建议。
1.3 研究目的研究目的是探讨核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状及发展趋势,深入分析数字化技术对核电行业的影响,并提出未来发展中可能面临的挑战与解决方法。
通过对当前数字化技术在核电厂中的具体应用进行深入研究,旨在为核电厂数字化仪表与控制系统的未来发展方向提供指导,促进该领域的技术创新和进步。
本研究也旨在引导政府和企业共同努力推动核电数字化技术的应用,促进核电行业的可持续发展和提升。
通过对数字化技术在核电领域中的实际应用情况进行全面调研和分析,为未来核电数字化仪表与控制系统的普及和完善提供参考和建议,为核电行业的发展注入新的动力和活力。
2. 正文2.1 核电数字化仪表的应用现状核电数字化仪表是指采用先进的数字化技术和智能化系统,对核电厂内的各种参数进行监测、测量和控制,实现对核电厂运行状态全面了解和精准控制的设备。
核电厂数字化仪控系统的发展及应用分析发布时间:2022-07-24T07:31:00.466Z 来源:《中国电业与能源》2022年5期3月作者:向贤兵[导读] 核电站的数字仪表控制系统控制着从常规岛到核岛的几乎所有的阀门、向贤兵中核检修有限公司福鼎分公司,福建宁德 355200摘要:核电站的数字仪表控制系统控制着从常规岛到核岛的几乎所有的阀门、开关和继电器。
数据在系统中集中显示、计算和处理,执行机构自动驱动,具有可靠性高、开放性、灵活性、协调性好、易于维护、完成控制功能等特点。
它是核电站的大脑、中枢神经系统、运行中心和安全屏障。
它是整个核电厂最关键、最核心技术的体现,是核电厂关键核心技术的载体,是大型核电设备现代化的重要标志,是核电厂四大关键成套设备之一。
本文论述了数字化仪表与控制系统,主要从系统的概念、特点、应用和未来发展趋势等方面,进一步分析了核电站数字化仪表与控制系统,可以促进核电站未来的发展,奠定坚实的基础,具有明显的实用研究价值和作用。
关键词:核电厂;数字化仪控系统;发展;应用;趋势引言:近年来,中国的综合国力显著提高,各行各业的发展步伐加快,尤其是核电站。
在发展过程中,数字化仪表控制系统是促进电厂稳定运行的关键因素,因此有必要做好定期检修工作,以保证核电厂的发展进程能够顺利推进。
但是,在系统的实际运行中,仍然有一些人不了解系统,运行过程不规范,导致该系统在核电厂的应用受到很大限制。
对此,我们应加强研究,深入分析,明确其未来发展模式,为保证核电站的长远发展提供依据。
1 数字化仪控系统概述1.1数字化仪控系统的概念数字化仪控系统是以计算机、网络通讯为基础的分布式控制系统的系统,它进一步引入和开发面向状态的诊断技术、智能化报警技术、数据库技术、符合人因工程要求的人机界面、先进的主控室等现代技术,并采用系统化的控制室功能分析和分配、操纵员作业分析等设计技术,以及面向核电厂运行安全状态的操作员支持系统包括智能诊断与智能报警为基础的计算机化操作规程等。
第30卷 第5期2023年5月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.302023 No.5核电厂主控制室盘台设计的纵深防御功能分析徐云龙,邓士光,段鹏飞,王志敏行,李婉婷(中国核电工程有限公司,北京 100840)摘 要:在压水堆核电厂主控制室设计中,为了处理二层工作站不可用的工况,通常采用安全级盘台为操纵员提供监控手段来稳定反应堆,实现安全功能。
本文以功能分析的方法对主控制室盘台进行了纵深防御功能分析,确认主控制室盘台所需完成的具体功能,形成完善的核电厂纵深防御体系,为主控制室盘台提供正向设计依据。
关键词:功能分析;核电厂;纵深防御;主控制室盘台中图分类号:TM623 文献标志码:ADefense in Depth Functional Analysis in Design of MainControl Room Panel of Nuclear Power PlantXu Yunlong ,Deng Shiguang ,Duan Pengfei ,Wang Zhiminxing ,Li Wanting(China Nuclear Power Engineering Co., Ltd., Beijing,100840,China )Abstract:In the design of the main control room of a PWR nuclear power plant, in order to deal with the unavailability of the second floor workstation, the safety stage is usually used to provide the operator with monitoring means to stabilize the reactor and realize the safety function. The depth defense function of the main control room panel is analyzed by the method of function analy-sis, and the specific functions needed to be completed by the main control room panel are confirmed, so as to form a perfect depth defense system of nuclear power plant, and provide the forward design basis for the main control room panel.Key words:function analysis ;nuclear power plant ;defense in depth ;design of main control room panel收稿日期:2023-02-01作者简介:徐云龙(1989-),男,哈尔滨人,学士,工程师,研究方向:核电人因工程。
核电厂仪控系统纵深防御体系摘要:目前我国经济建设发展迅速,核电厂也在逐渐扩大建设规模。
纵深防御是核电厂防止发生事故和减轻事故后果的主要手段,主要是通过一系列连续和独立的防御层次的结合,防止事故对人员和环境造成危害。
在核电厂仪控系统设计中,需满足核电厂总的纵深防御要求。
通过对国外纵深防御相关的标准导则及技术文件进行调研与分析,总结出核电厂仪控系统纵深防御体系以及相关的设计要求,为核电厂仪控系统的设计提供参考。
关键词:核电厂;仪控系统;纵深防御体系引言核电厂所用燃料是放射性物质,如果直接接触或泄漏,将对人和环境造成严重危害。
以及工业控制系统对核电厂的安全、可靠、高效、经济运行起着关键作用。
随着现场总线的数字化控制系统在核电厂中的应用,以及工业控制系统软件平台的开放,必须建设和完善工业控制系统的信息安全防护体系。
1防御层级定义BTP7-19中,关于仪控系统的纵深防御层级引用了NUREG/CR-6303(核电保护系统执行纵深防御和多样化分析方法)中对核电保护系统纵深防御层级的定义:(1)控制系统———控制系统级通常由非安全相关设备组成,用于日常核电站的运行控制和缓解事故的常规操作;(2)反应堆停堆系统———反应堆停堆系统级由安全相关设备组成,在事故发生时,快速降低堆内反应性,紧急停堆;(3)专设安全设施———专设安全设施级由安全相关设备组成,在事故发生时,通过驱动安全相关设备,完成堆内热量排出,保护和维持阻止放射性释放的三道物理边界的完整(燃料包壳、压力容器和一回路冷却系统、安全壳)。
专设安全设施级通常指专设安全设施驱动系统;(4)监测和指示系统———监测和指示系统级由传感器,安全参数显示,数据通讯系统,独立手动控制(用于操作员对核电站运行时间的响应)。
在实际的核电站数字化仪控系统中,反应堆停堆系统与专设安全设施驱动系统通常是耦合在一起的(如共享传感器,处理器等),以一个整体整合成反应堆保护系统。
BTP7-19对于此种情况也是认可的,并不一定要求将反应堆停堆系统和专设安全设施驱动系统完全分开。
核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势随着科技的迅猛发展,核电厂数字化仪表与控制系统在核电行业中的应用越来越广泛,这些先进的技术不仅提高了核电厂的安全性和可靠性,还提高了核电厂的运行效率和经济性。
本文将介绍核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势。
一、应用现状1. 数字化仪表与控制系统在核电厂中的应用数字化仪表是指使用数字技术替代原有的模拟仪表,数字化控制系统则是使用数字技术替代原有的模拟控制系统。
数字化仪表与控制系统的应用,使得核电厂的监测、控制和保护等功能更加可靠和高效。
数字化仪表具有抗干扰能力强、精度高、易于维护等优点,而数字化控制系统具有分布式、智能化、网络化等特点。
目前,全球大部分核电厂已经采用了数字化仪表与控制系统,并且很多核电厂正在进行数字化改造。
数字化仪表与控制系统在核电厂的安全中扮演着非常重要的角色。
它们可以实时监测核电厂的运行参数,保证核电厂的安全性。
在发生异常事件时,数字化仪表与控制系统能够迅速响应,及时采取措施,减小事故的危害程度。
数字化仪表与控制系统的应用大大提高了核电厂的安全性。
数字化仪表与控制系统的应用还提高了核电厂的经济性。
由于数字化技术的应用,核电厂的运行效率得到了提高,能够减少人力资源的消耗,减小能源损耗,提高了核电厂的经济效益。
二、发展趋势1. 智能化数字化仪表与控制系统将会向着智能化的方向发展。
随着人工智能技术的发展,数字化仪表与控制系统将会具备更加智能的功能。
智能化的数字化仪表与控制系统将会更加自动化、自适应、自修复,能够更好地满足核电厂对于安全、高效、经济的要求。
2. 网络化未来的数字化仪表与控制系统将会更加网络化。
这将使得核电厂的信息化水平得到进一步提高,能够实现远程监控、远程维护等功能。
通过互联网,数字化仪表与控制系统能够实现更加智能的运行。
3. 安全性数字化仪表与控制系统在安全性方面将会有更进一步的提升。
核电厂运行过程中,对于安全性的要求是非常高的,数字化仪表与控制系统将会向着更加安全可靠的方向发展,能够更好地保证核电厂的安全。
2010年05月28日13:25:04查看数:162 摘要在总结不同时期核电站仪表控制系统应用特点和发展趋势的基础上,以两座典型的核电站全数字化仪控系统为例,结合核电站仪控系统的特点及设计准则,进行详细的系统结构和功能分析,并提出我国新世纪核电站数字化仪控系统的改造与设计思路。
关键词过程控制DCS 智能化以太网现场总线核电站的仪表和控制系统是核电站的重要组成部分,机组的安全可靠、经济运行已经在很大程度上取决于仪表控制系统的性能水平。
从我国已经建成的和在建的核电工程来看,核电站的仪控系统经历了三个阶段。
第一阶段是以模拟量组合单元仪表为主的控制系统,如正在运行的我国300 MW秦山核电站主控制系统应用的FOXBORO公司的SPEC200组装仪表,大亚湾2×980 MW核电站主控制系统采用的Baily 9020系统也属于这一类。
其模拟量仪表采用小规模集成电路运算放大器为基础的元件来控制,逻辑量仪表采用继电器等硬逻辑电路来控制。
因而系统所需要的仪表控制器件数量多,运行操作管理和维护工作任务重,大部分采用手动操作,主控室布局也显得较大。
第二阶段是以模拟量和数字量混合运用的主控制系统,这一类实际是核岛系统仍采用小规模集成电路运算放大器为基础的模拟量元件来控制。
而部分常规岛和辅助系统采用PLC自动控制系统,结合软件自诊断技术、冗余技术和网络通信技术,减少很多硬接线和就地控制柜,提高了系统运行可靠性。
刚刚建成的广东岭澳核电站(2×980 MW)仪表控制系统就属于这一类。
第三阶段称为全数字化仪表控制系统,它将应用成熟的常规电站分布式控制系统(DCS)加以改进并移植过来,全面应用在常规岛、BOP、核岛部分,构成核电站全新数字化仪表控制系统。
现阶段应用比较典型的全数字化仪控系统有:日本日立等公司开发的NUCAMM-90系统、法国法马通公司N4控制系统、ABB公司的NUPLEX80 系统、美国西屋公司的Eagle21 WDPFⅡ系统以及我国在建的田湾核电站所采用的德国西门子公司的TELEPERM XP XS系统等。
核电厂仪控系统的网络安全等级防护分析摘要:近几年来,在全球范围内,由于电子设备的安全问题,已经引起了社会各界的广泛关注。
为了适应我国核电发展的数字化、信息化需求,加强核电仪控制系统的网络安全,对于核安全有着十分重要的意义。
然而,对每个系统或装置实行同一级别的防护,既不经济,也不现实,应按其重要性和实际需要进行分级,然后根据其重要性和重要性的大小,采取相应的保护措施。
目前,国内外已陆续制定了相应的技术规范,但其与核电仪控制系统的适应性、兼容性还存在着诸多问题。
文章分析了目前存在的问题,并给出了一些对策。
关键词:核电厂;仪控系统;网络安全等级引言据“谛听”和国家信息安全漏洞共享平台的统计,2009-2019年工业控制安全漏洞的数量每年都在增加。
核动力装置的仪表与控制系统也属于工业控制系统,它是核动力装置的“神经中枢”,它负责着核动力装置的几百个系统、上万个装置的运行,同时还包含了核动力装置的应急停堆、专用安全装置的启动等,如果出现网络信息安全事件,将会对核电厂的正常生产造成严重的影响,严重的还会危及到人类的生命和生态环境。
一、仪控系统网络安全分级中存在的问题目前,我国各核电厂均设有独立的计算机及网络管理机构。
核电厂和工程单位的安全管理主要依据《中华人民共和国网络安全法》(HAD102/16)、《核电厂安全控制与监控系统》、《核电厂安全技术规程》、《核安全技术标准》、《核电厂技术与设备安全标准》(HAD2/14),以及《核电安全相关文书》等。
以及管制制度。
系统风险评估,防护等级, RG5.71,IEC62645等,对系统风险评估、等级保护、 RG5.71、IEC62645等方面的综合评价。
(一)等级保护方案并不能完全适用于核电I&C系统在电力控制系统的安全等级规范中,核电厂 DCS采用了三级防护,但是,核电厂对保护系统的实时、可靠性有很高的要求,并对三级有特殊的保护(如防火墙、入侵检测等)。
它会对上述各项指标造成直接的冲击,从而对核安全造成严重的危害,其危害程度甚至超越了网络。
核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势随着科技的迅猛发展和人们对清洁能源的迫切需求,核能作为清洁、高效的能源方式备受关注。
而随着核电厂的发展,数字化仪表与控制系统在核电厂中的应用也越发重要。
本文将在此展开对于核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势进行探讨。
一、应用现状1. 数字化仪表数字化仪表是核电厂中非常重要的一部分,它可以实时监测和显示重要的参数,为操作人员提供决策支持。
数控仪表可以有效提高核电厂的安全性和效率,确保核反应堆的稳定运行。
当前数字化仪表在核电厂中的应用已经十分广泛,各种参数的检测、监控和显示都离不开数字化仪表的支持。
2. 控制系统核电厂的控制系统是核反应堆的“大脑”,它对核反应堆进行全面的控制和监测,确保核反应堆的安全运行。
在核电厂中,控制系统的作用十分重要,它不仅需要保证反应堆的安全运行,还需要保证核电厂可以稳定、高效地发电。
目前核电厂的控制系统已经逐渐向数字化方向发展,数字化控制系统可以提高核电厂的自动化水平,减少人为因素对于核反应堆的影响。
二、发展趋势1. 数字化仪表与控制系统的整合随着科技的不断进步,数字化仪表与控制系统的整合已经成为未来的发展趋势。
数字化仪表可以实时获取各种参数的信息,并将这些信息传输给控制系统,控制系统可以根据这些信息进行反应堆的控制。
数字化仪表与控制系统的整合可以提高核电厂的自动化水平,减少人为因素的干扰,确保核反应堆的安全运行。
2. 数据互联网化数据互联网化是数字化仪表与控制系统的另一个发展方向。
通过数据互联网化,核电厂可以实现设备的远程监测和控制,人员可以通过远程监控平台对核电厂进行实时监测,及时发现问题并进行处理。
数据互联网化可以提高核电厂的运行效率,节约人力和物力成本,同时也可以提高核电厂的安全性和可靠性。
3. 人工智能技术的应用人工智能技术是当下的热门话题,它的应用也有望成为核电厂数字化仪表与控制系统的未来发展方向。
人工智能技术可以对核电厂的运行数据进行分析和处理,从而预测可能发生的故障和问题,并提供相应的建议和处理方案。
核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状及发展趋势研究摘要:随着科学技术的不断进步,我国核电厂数字化仪表与控制系统得到了较快的发展,尤其是在核电厂数字化仪控系统中应用了大量的新型技术。
在核电站的运行过程中,数字化仪表与控制系统发挥着重要的作用,为核电站运行提供了重要保障。
但是,我国核电厂在应用数字化仪表与控制系统方面还存在一定的问题,这就需要相关工作人员做好研究和分析工作,提高核电厂的运行效率和安全可靠性。
本文主要对核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状及发展趋势进行分析。
关键词:核电厂;数字化仪表;控制系统;应用情况引言核电厂是国家电力网络非常关键的部分之一,但是受到技术和施工材料的限制,各电厂的运行安全隐患较多,还需要使用更加科学可靠的控制系统和仪表系统,这样才能确保生产流程正常运行。
在传统系统运行中,国家核电站使用的设施主要为配套的模拟仪表和控制系统,这些年在信息技术高速发展下,数字化仪表和控制系统运用优势更加明显,因此,核电厂要清楚认知仪表系统的使用优点和特征,保证能够充分发挥其运用优势,进而推动核电厂有序发展。
一、相关技术数字化技术是目前我国核电厂应用的主要技术,在核电厂仪表与控制系统中的应用主要是基于现场总线技术、微机控制系统、网络技术等。
核电厂数字化仪表与控制系统的特点是结构简单,能够实现数据采集、信息传输和显示等功能,同时具有较强的抗干扰性和可靠性,在核电站运行过程中能够实现智能化管理。
目前,我国核电厂数字化仪表与控制系统已经应用于国内的核电厂中,并且发挥了较好的效果,为我国核电事业的发展提供了重要保障。
数字化仪表与控制系统在核电站运行过程中主要应用于热工水力、结构安全以及仪控系统等方面。
核电厂数字化仪表与控制系统具有较强的可靠性和安全性,同时具有较高的运行效率,核电厂数字化仪表与控制系统在核电行业中的应用,不仅可以提高核电企业的经济效益,而且还能够实现可持续发展战略目标[[1]]。
二、数字化仪控系统的特点在数字化仪控系统中,其主要以计算机为核心,以网络通信为基础,以现场总线和I/O总线为通道,以人机界面为最终的终端。
核电厂仪表和控制系统纵深防御与多样性分析陈辉峰核电厂仪表和控制系统纵深防御与多样性分析Analysis of the Depth-in-defense and Diversityof the Instrument and Control System of Nuclear Power Plant(深圳中广核工程设计有限公司上海分公司,上海200241)摘要:纵深防御与多样性准则贯穿于核电厂安全有关的所有活动中,仪表和控制系统作为核电厂的重要组成部分也不例外。
基于 N U R EG/C R6303对纵深防御和多样性的技术要求,研究和总结了两者之间的关系,并结合核电厂仪表和控制系统结构,分别从纵深防御应用以及多样性在系统间和系统功能中的应用等方面进行分析,认为在设计过程中引入纵深防御与多样性准则是非常必要的。
通过在功能和系统设备中设置多重屏障和多样化,可以有效地提高核电厂的安全性能,并且防止潜在故障的发生。
关键词:核电厂数字化仪表和控制纵深防御安全系统可靠性中图分类号:TH7 文献标志码:A D O I:10.16086/j. cnki. issnlOOO -0380.201511032Abstract:Depth-in-defense and diversity criterion are throughout a ll the activities related to the safety of nuclear power plant, as one of the important components of the nuclear power p la n t, instrument and control (I&C) systems are not excluded. Based on N U R E G/C R6303, the technical requirements of depth-in-defense and diversity, the relationship between them is researched and summarized. In accordance w ith the stocture of I&C system of nuclear power p la n t,the application of depth-in-defense and the application of diversity among systems afunctions are analyzed respectively; it is considered that introducing depth-in-defense and diversity criterion in design process is necessary. By setting up m ultiple barriers and diversification in functions and system equipment may effective improve the safety performance of nuclear power plan t, and prevent occurrence of potential failures.Keywords :Nuclear power plant D igital I&C system Depth in defense 〇引言在核电厂中,纵深防御与多样性(d ep th-in-defensea n d diversity,D3 )准贝[J贯彻于安全有关的所有活动中,包括与组织、人员行为或设计有关的各个方面,以确保这些活动均置于重叠措施的防御之下,即使有一种故障发生,它将由适当的措施探测、补偿或纠正。
在整个核电厂设计和运行中始终贯彻纵深防御,以便对由厂内设备故障或人员活动及厂外事件等引起的各种瞬变、预计运行事件及事故提供多层次的保护。
作为核电厂重要组成部分的仪表和控制(in stru m e n ta tio n a n d control,I&C)系统,在设计和运行过程中也需要遵守D3设计准则。
本文将基于 NUREG/CR©03(反应堆保护系统执行多样性和纵深防御分析方法)中对于D3的相关规定,并结合核电厂I&C系统的结构,对D3在I&C系统中的应用进行分析和总结。
1 D3技术分析D3存在两层概念,即纵深防御和多样性,国家科技重大专项基金资助项目(编号:K- B2012.058)。
修改稿收到日期:2015-09-14。
作者陈辉峰(1982 -),男,2015年毕业于上海交通大学控制工程专业,获硕士学位,工程师;主要从事核电厂仪表和控制系统方面的研究。
Security system R eliab ilityNUREG/CR6303将纵深防御定义为保护屏障或手段 的同心布置,仅当这些屏障或手段遭到破坏时,有害的 物质或危险的能量才会对人类或环境造成不利的影 响。
对于I&C系统而言,纵深防御的理念贯穿于整个 I&C系统,包括控制系统、停堆系统、专设安全设施系 统(engineered safety feature,ESF)和监测指示系统。
当控制系统发生失效事件时,那么反应堆停堆系统就需 要启动紧急停堆;当控制系统和反应堆停堆系统失效 时,那么ESF作为实体屏障通过冷却堆芯和相应的辅 助设备来继续支持和阻止放射性的释放。
在上述三道 屏障相继失效之后,第四道屏障监测和指示系统进行 事故后的监测和全厂的应急指挥。
执行上述四道屏障 所需的信息来自于各防御层次的传感器测量参数以及 反馈信息,然后才能根据具体的参数来确定执行相关 预期功能的时机。
在纵深防御层次的设计和实现过程 中,需要特别关注的是相同的传感器故障或其直接后 果会导致多道屏障完整性破坏的风险,因此需要在核 电厂的纵深防御层次之间和层次内的设计中引入多样 性的设计原则[1]。
多样性作为纵深防御原则的补充,增加了在需要 启动特定纵深防御层时的几率。
多样性一般分为六种 类型,即人员多样性、设计多样性、软件多样性、功能多120PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION Vol. 36 No. 11 November 2015核电厂仪表和控制系统纵深防御与多样性分析陈辉峰样性、信号多样性和设备多样性。
多样性原则通常体 现在不同技术、逻辑或算法,或者使用不同驱动手段来 提供检测和响应重要事件等方面。
多样性是防止潜在 的故障发生的一个有效的手段,它一般体现在冗余或独立设备之间[2_3]。
2 I &C 系统结构分析核电厂I &C 系统结构如图1所示,其由两个主要 部分组成,这两部分由数据通信网络分隔开。
图1 核电厂I &C 系统结构简图Fig. 1S im p lifie d diagram o f the structure o f I&C system in n u cle ar power p la n t数据通信网络上方包括控制室和电厂控制、运行 所需要的服务器等人机接口系统设备。
控制室主要提 供安全级和非安全级的控制和显示设备,以实现必要 的操作、显示和报警功能。
服务器主要提供数据的处 理、存储和记录等功能。
数据通信网络下方主要包括 控制设备和工艺接口设备,中间是反应堆保护系统,其执行反应堆停堆(reacto r trip ,RT )、ESF 和安全级数据 显示功能。
I &C 系统执行的R T 和ESF 功能以及与它 们相关的传感器和RT 开关设备大部分都设置为四路 冗余,其使用的传感器和执行器为安全级,在图1中用 虚线框表示。
反应堆保护系统的右侧和左侧分别为电 厂控制系统和多样化驱动系统,电厂控制系统主要实 现正常的反应性控制和反应堆的正常启停,其使用的 传感器和执行器为非安全级,在图1中用实线框表示。
多样化驱动系统是一个独立于DCS 平台的系统,其主 要承担因反应堆保护系统发生共因故障(com m oncause failure ,CCF )而失效后的RT 和选定的ESF 功能,其通常使用专用的、与全厂I &C 系统存在差异的平台 技术并设置专用的传感器(在图1中用双点画线框表 示)[4]。
反应堆保护系统与电厂控制系统之间存在少 量的数据交换,而多样化驱动系统与这两个系统之间 不存在直接的数据交换。
3 D 3在I &C 系统中的应用分析3.1纵深防御应用分析控制系统层的功能主要由非安全级的电厂控制系统来实现。
电厂控制系统主要是在电厂正常工况下维 持电厂在正常运行限值内,并且对电厂状态保持持续 的检测。
如果电厂的运行偏离了正常运行限值,控制 系统在它的控制范围内进行控制调节并予以纠正,以避免触发RT 和ESF 等安全设施。
反应堆停堆层的功 能主要由安全级的反应堆停堆系统中的RT 功能来实 现;同时,非安全级的多样化驱动系统也提供自动的 RT 功能。
在该防御层中,虽然反应堆保护系统和多样 化驱动系统都可以实现该层的功能,但它们实现RT 功能的手段存在差异,这体现了多样性原则,这里主要 采用了设计多样性、信号多样性和设备多样性等。
专 设安全设施驱动系统层主要由安全级的反应堆停堆系 统中的ESF 自动驱动功能来实现;同时,非安全级的 多样化驱动系统也为部分指定的ESF 部件驱动子设 备提供自动驱动能力,这同样体现了多样性的原则。
监测与指示层由非安全级的服务器和安全级的反应堆保护系统数据显示设备提供。
由监测和指示层执行的 安全手动RT 和手动ESF 驱动功能包括在反应堆保护 系统中,非安全级的多样化驱动系统也提供手动RT 和手动ESF 驱动能力,这同样也体现了多样性的原 则。
表1给出了核电厂I &C 系统与四个纵深防御分层 之间的对应关系[5]。
表1核电厂I &C 系统与四个纵深防御分层之间的关系Tab. 1R elatio nship between I&C system and fo u r layered de pth-in -de fense in n u cle ar power p la n t纵深防御层次非安全级 系统安全级系统非安全级 多样性系统控制层 反应堆紧急电厂控制系统反应堆保护系统多样化驱动系统停堆层E SF 驱动层反应堆保护系统多样化驱动系统监测和显示层服务器反应堆保护系统多样化驱动系统3.2多样性应用分析 3.2.1系统间多样性应用分析系统间多样性特性如图2所示。