核电厂仪控系统数字化改造关键要素探究
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核电厂仪控系统数字化改造关键要素分析摘要:随着我国经济和社会的迅速发展,对电能的需求量越来越大。
在此过程中,核电厂的建造与使用越来越引起人们的关注。
相比于传统的火电、水电,核能具有低能耗、低污染、稳定运行的特点,能够为区域稳定供电打下良好的基础。
核电厂是利用自身的运行所产生的热能,将蒸汽加热后转化为机械能,以达到发电的目的。
关键词:核电厂;仪控系统;数字化改造;实施策略;关键要素前言:当前,我国正在对核电厂仪控系统进行数字化改造。
根据当前核电厂的实际情况,迫切需求对核电厂的仪控系统系统进行数字化改造。
在对核电厂仪控系统进行数字化改造时,需求对其运行状态、各部件的使用状态、设备与系统的安全性等方面进行综合考虑。
在后续的核电厂仪表与控制系统数字化改造的实施中,改造设计者要保证在系统改造时,有多种备用方案可用,以增加核电企业的实际效益。
一、核电厂仪控系统数字化改造实施策略(一)核电厂仪控系统生命周期管理实践证明,以 EPRI (电气 Power ResearchInstitute)为基础,对核电厂仪控系统进行寿命周期更新,可以在维护和改造之间取得平衡。
在改建规划阶段,要从全局出发,制订仪控系统的全寿命管理方案。
本项目提出了一种以全局规划为基础的改进方案,实现了改进方案的改进,实现了改进方案的改进。
根据IAEA的有关报告,核电厂仪控系统的改造工程可以分为以下阶段:①策略实施又包括了中期的以下阶段,操作与维护与核电厂的生产过程密切相关。
按照不同的工作阶段,不同的责任分工,在开始和结束的过程中,由核电厂的业主来进行,而在设计、开发和生产过程中,则由设备供应商来进行。
应该在运营目标和现有承诺的基础上,结合中长期运营计划、中长期大修计划和财务状况,制订长期的总体改造计划。
所以,需求对现行制度的现状,可能的需求,做一个彻底的调查与评估。
然后对系统进行改造后的效益和成本分析,来决定改造的范围和各个子系统的改造进度。
方家山核电站数字化仪控系统浅析摘要:文章总结了核电厂仪控技术的历史和发展,以在建的方家山核电厂数字化仪控系统为例,结合核电站数字化仪控系统的设计标准和准则,对当代核电厂数字化仪控系统的特点、结构、功能和优势进行了阐述。
关键词:数字化仪控系统;Triconex;I/A核电站从工程设计、设备制造、工程管理、工程建设、直至安全运行和退役无一不体现高端技术,数字化仪控就是其中一项重要的组成部分。
同时也是最近几十年发展和更新换代最快的一个领域。
其设计和设备除了要保证高可靠性、高可用性,还要确保整个电站寿期内的升级和改造,是现代化大型核电站体现其先进性的技术之一。
1核电站仪控系统的历史和现状核电站仪表和控制系统发展基本上经历了三个时代:第一代仪控系统采用模拟技术,采用常规仪表和继电器来进行控制;如我国大亚湾核电站2×980 MW主控制系统采用Baily9020系统。
其特点是模拟量仪表采用小规模集成电路运行放大器为基础的元件来控制逻辑仪表,采用继电器等硬逻辑电器来控制。
第二代仪控系统采用了开关量及集成电路技术;如我国秦山二期和秦山二期扩建工程就属于这一范畴。
其特点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,常规岛和BOP系统参照常规火电厂采用数字化仪控系统。
第三代就是现今国际上广泛应用的以微处理技术和信息技术为基准的数字化控制技术,也称集散控制系统(DCS)。
如我国的田湾核电站采用西门子公司的TXS+TXP 数字化仪控系统,以及在建的方家山核电机组同样拟采用英维斯数字化仪控系统。
2方家山核电厂采用全数字化仪控系统的设计准则及特点2.1方家山仪控系统的平台分级方家山仪控系统的平台分级如图1所示,方家山#1、2号机组仪控平台使用了完整的控制和信息系统的设计,包括以下系统。
①Level 1。
1E 安全级系统:英维斯Triconex硬件平台;NC+ 安全相关系统:Triconex硬件平台和安全级I/A硬件平台;NC 非安全级系统:英维斯Foxboro 数字化仪控系统I/A平台。
核电厂仪控系统数字化改造关键要素分析摘要:随着时代的不断改革与发展,原有的核电厂仪控系统已经不符合核电厂的工作需求,进行对其数字化改造,才能满足核电厂工作的要求,有效地解决核电仪控系统与核电厂现实应用脱节的问题。
因此,相关的核电厂应深度分析核电厂仪控系统数字化改造关键因素,以进行对核电仪控系统的有效数字化改造,使其能被高效地应用到核电厂之中,促使核电厂的数字化发展。
关键词:核电厂;仪控系统;数字化改造;关键要素前言:从当前核电仪控系统在核电厂中的实际应用情况可见,由于核电仪控系统故障发生率越来越高,使得其产生了各种性能降级与老化的问题,严重影响了核电厂仪控系统的安全运用效果。
因此,相关的核电厂应积极地进行对仪控系统的数字化改造,才能有效地解决核电仪控系统运行中的故障问题,对其纵深防御和主控室等等进行关键要素的数字化改造,以保障核电仪控系统的数字化改造效果,使得核电数字化仪控系统能更加高效地控制核电厂的核电工作,促使核电厂核电工作效率和效果的不断提升。
接下来,本文对核电厂仪控系统数字化改造关键要素作如下分析1核电厂仪控系统数字化改造策略在开展核电厂仪控系统数字化改造的过程之中,相关的改造人员应先找准改造的思路,制定出科学合理的仪控系统生命周期管理策略,再进行对改造关键要素的合理数字化改造,这样才能有效地保障数字化核电仪控系统的改造应用效果,使其能加强对核电厂工作效果的保证。
1.1基本改造思路在开展核电仪控系统数字化改造的过程之中,相关的核电部门应正确地认识到数字化技术相比于模拟技术更加先进,可以进行对仪控系统中各项信号的数字化分析处理。
在实际开展对仪控系统数字化改造工作的过程之中,相关的核电部门正确地认识到改造工作的复杂性和难度,从组织、技术和安全评审等多个方面综合考虑,进行对核电厂仪控系统数字化改造方案的设计。
而且核电部门还需为改造部门提供充足的资金和资源支持,以保障其数字化改造工作的顺利开展。
核电仪控技术应用基本问题研究及对策分析摘要:文章对核电厂数字化仪控系统的发展和应用展开研究,其主要目的在于了解当前核电厂数字化仪控系统的发展情况,以及具体的应用现状。
虽然在当前社会发展进程中我国仍属于发展中国家,但经济和文化的快速发展,使我国各行业均取得了不同的成就。
根据对核电厂数字化仪控系统的分析,能够了解到数字化仪控系统是核电厂发展中的核心部分,对核电厂的安全运行和发展,具有重要的作用。
关键词:核电仪控技术;基本问题;解决对策1核电仪控技术基本问题首先在理论研究上,传统核反应堆模型的数学表达建构复杂,认为计算机刚性处理难度较大,围绕这一问题,优化组合物理参数的所谓刚性问题,实际上就是反应堆数学模型中的物理参数匹配问题,适当的简化点堆模型,缩小物理特征参数值的差异性,降低避免误差的产生和影响,在微型计算机化等现代技术的发展下,对传统刚性问题进行再认识,是理论研究的一个重点。
其次,模型本身受到时间空间的反应性变化影响,若仅将数学近似纳入考虑范围,而忽视客观物理合理存在,过于简化模型虽然降低计算的繁琐程度和难度,但是模型的失真最终也会对设计施工造成极为不利的影响。
因此,验证仿真模型计算是不容忽视的重要理论组成。
值得注意的是,蒸汽发生器的水位测量得到的虚假水位持续增减变化,是客观存在的物理现象。
这一现象的基础是双相流特性,若忽视这一变化,会造成产气能力下降,出现自身不平衡情况。
物理客观研究中应避免主观印象的影响。
发挥核电站的自稳特性对于修正这一缺陷有着重要作用。
再者,核电自稳特性是一种反馈调节机制,在干扰较小时,在准确性的基础上,通过及时的反应变化,修正调整至平衡状态。
研究其适应范围和实际应用限制是十分必要的。
同时,在技术应用上,核电模型的多种仪控技术存在空间效应现象,影响了反应的直接测量。
因此,仪表通过数学建构推断其反应性,在限制的条件下,科学合理的分析并减少空间条件和时间条件为反应带来的影响。
但这一方法也存在使用的局限性,如在反应初始期,参数相关的核测量准确性较低,可信程度不高。
核电站仪控全数字化改造项目规划和措施研究江丽平发布时间:2021-08-05T02:15:31.297Z 来源:《防护工程》2021年11期作者:江丽平[导读] 在核电站运转过程中,仪控系统发挥着保障性作用,可以将其视为核电站的核心系统。
既往有资料统计,国内既有在役核电站的控制系统日益陈旧,运行阶段故障发生率及运维成本明显增多,实现数字化改造已经是其新时期下发展的主要趋向之一。
核工业工程研究设计有限公司北京 101300摘要:对仪控系统进行数字化改造,能进一步提升核电站运行过程的稳定性,降低维护成本,提高经济效益。
文章首先分析仪控系统数字化改造原因,具体是从老化、功能需求及解决设备部件短缺问题等方面着手;其次,阐述需要改造的软硬件,并设计了具体改造流程;最后以提升系统数字化改造效果为目标,探究几点切实可行的方法措施,以供同行参考。
关键词:核电站;仪控全数字化改造;项目规划;措施探究引言在核电站运转过程中,仪控系统发挥着保障性作用,可以将其视为核电站的核心系统。
既往有资料统计,国内既有在役核电站的控制系统日益陈旧,运行阶段故障发生率及运维成本明显增多,实现数字化改造已经是其新时期下发展的主要趋向之一。
在通讯科技快速发展的大背景下,全数字化仪表系统概念随之生成,其把传统核电站分散式控制系统(DCS)整合至现场总线控制系统(FCS)及PLC中,用于核岛、常规岛等日常运营系统中实现了全程式的控制工程,建成了核电站全数字化仪表系统。
一、核电站全数字化改造的原因(一)老化问题硬件老化问题是仪控系统更新改造的最强大动力。
在设备抵达预期使用寿命时,如果供应商在技术层面上不再对其提供支撑,继续应用相应设备过程中会存在很多安全隐患。
仪控设备的老化问题可以体现在诸多方面,比如供应商的技术支持程度降低、备件不再生产、设备自身功能不完善而不能较好的满足新要求等[1]。
(二)功能发展的现实需求站在理论层面上分析,很陈旧的系统自身的使用功能并不一定处于很低的水平。
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。
探讨核电厂电仪系统的发展趋势及数字化改造发表时间:2018-11-02T10:27:42.293Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第15期作者:董攀[导读] 常规电厂的全数字化仪控技术早在八十年代已经得到了很广泛的应用。
中国中原对外工程有限公司北京市 100044摘要:我国核电厂仪控数字化系统发展相对落后,较多的依赖于国外引进,要想改变这种现状就要加大对清醒的认识到核电厂电仪系统的发展趋势,并积极的做好电仪系统的数字化改造。
随着数字化技术的发展,DCS系统在核电领域的应用正处于上升的趋势,控制室的信息显示内容和显示方式发生了重大变化,有效地改善了人机接口。
本文就上述相关问题进行了探讨。
关键词:核电厂;电仪系统;数字化改造1 数字化仪控发展现状及特点常规电厂的全数字化仪控技术早在八十年代已经得到了很广泛的应用,而核电站由于核安全保守政策的考虑和对数字化技术的疑虑,全数字化仪控技术一直未得到全面应用,但在某些非核安全相关的领域,还是采用了成熟的分布式控制系统,随着江苏田湾核电站数字化仪控系统成功投入使用,全数字化仪控技术才开始受到真正关注,在此后的新建扩建项目中,除秦山二期扩建项目继续保留原仪控系统外,其它电站都准备使用数字化仪控系统,如岭澳二期、红沿河都使用了法玛通的TXP+TXS系统,作为西屋AP1000依托项目的浙江三门核电和山东海阳核电,也将采用了COMMONQ+OVATION的全数字化仪控系统。
2核电厂仪控数字化改造发展趋势目前,我国核电行业仪控数字化系统还处于起步阶段,但随着全球信息化和数字化技术的迅猛发展,核电仪表控制系统的数字化是当前核电技术发展的必然趋势。
日木福岛发生核事故之后,客观上对核电安全的要求提高,这也给仪控设备行业带来了新的发展机遇,确保核电厂核能发电的安全可靠性成为核电厂仪控制数字化改造的驱动力。
作为仪控数字化系统在国内首次应用的江苏田湾核电站,其出色的运行业绩为核电站仪控领域的发展提供了良好实践。
核电厂数字化仪控系统信息安全探讨随着信息化时代的发展和全球能源危机的日益严峻,核能作为一种清洁、高效的能源形式受到越来越多的关注。
核电厂数字化仪控系统是核电站的重要组成部分,其安全性的保障具有重要意义。
本文将从数字化仪控系统的构成、信息安全问题以及相应的解决方法三个方面分别探讨核电厂数字化仪控系统的信息安全。
一、数字化仪控系统构成数字化仪控系统(Digital Instrumentation and Control System,简称DICS)是指应用数字化技术,通过微处理器、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,简称PLD)等器材提供分类和控制各个系统的设备。
数字化仪控系统由主要驱动硬件、输入/输出模块、逻辑控制器、数据总线、数据处理器等几个模块组成。
1.主要驱动硬件主要驱动硬件是系统的核心,包括各种处理器、操作系统等,它们能够实现各种算法以及控制模块的运行。
2.输入/输出模块输入/输出模块是用于将各种输入/输出设备与主要驱动硬件连接在一起的设备,包括传感器、控制阀门、执行器等。
3.逻辑控制器逻辑控制器是系统的控制中心,主要是实现数据的实时处理、数据的传输和控制逻辑的建立。
4.数据总线数据总线是连接各个模块和单元的信息传输通道,包括以太网、CAN总线等。
5.数据处理器数据处理器是将数据以特定算法处理成控制信号的设施,其中包括数字信号处理器、逻辑处理器等。
数字化仪控系统具有安全可靠、自动化程度高、运行成本低等优点,但与此同时,其信息安全问题也备受关注。
二、数字化仪控系统信息安全问题数字化仪控系统的信息安全问题主要包括以下几个方面:1.系统漏洞由于数字化仪控系统属于软件设备,其存在大量的软件漏洞,这些漏洞可能导致信息泄漏、系统崩溃等安全隐患。
2.攻击数字化仪控系统处于互联网上,因此受到黑客攻击的风险较高。
针对核电厂数字化仪控系统的攻击,一旦成功,其对系统安全和运行将产生巨大的影响。
核电厂数字化仪控系统的发展及应用分析发布时间:2022-04-28T08:21:19.781Z 来源:《工程管理前沿》2022年第1月第1期作者:朱萍赵鲲鹏[导读] 仪表和控制系统是现代核电厂的重要组成内容,对核电厂稳定及安全运行有很大帮助朱萍赵鲲鹏中广核工程有限公司广东深圳 518000摘要:仪表和控制系统是现代核电厂的重要组成内容,对核电厂稳定及安全运行有很大帮助。
当前,随着科学技术发展速度的不断加快,核电厂数字化仪控系统的应用也越来越广泛,促进了核电厂各项工作的有序开展。
因此,为了可以保证核电厂长久发展,应该在综合现状的基础上,科学对这种模式加以利用,加强创新。
关键词:核电厂数字化仪控系统;发展;应用引言:近年来,我国综合国力明显提升,各行各业的发展速度也不断加快,尤其是核电厂。
在发展期间,数字化仪控系统是促进电厂稳定运行的关键因素,所以必须做好定期检查以及保养工作,以保证核电厂的发展进程能够良好推进。
但是,结合系统的实际运行现状来看,仍有部分人员不了解该系统,对操作流程掌握不规范,致使该系统在核电厂中的应用受到了很大局限。
对此,应该加强研究,深入分析,明确其未来发展模式,以保证可以为核电厂的长久发展提供依据。
1核电厂数字化仪控系统的应用特点和类型分析1.1 核电厂数字化仪控系统的应用特点核电厂数字化仪控系统在发展过程中主要经历了初创期、成长期和扩展期三个阶段,由于发展时间的不同,所以展现出来的特点也存在很大差异。
在初创期,该系统主要是对数据采集及整个过程加以管控,以单元的方式为主,对数据通道进行高速运转。
并且,在实际运行期间,硬件和软件的应用价值量较高,但在此过程中,标准性相对较低,不具备良好的开放性。
在成长期,主要以局域网络为主,能实现现场控制,可以有效管理,也可以实现网络连接。
在发展到扩展期时,系统主要以通信网络为主,整个运行过程十分平稳,开放性很强。
1.2 核电厂数字化仪控系统的应用类型(1)集散控制系统。
核电仪控数字化系统对时系统的设计和实现探讨摘要:现今我国社会经济水平和科技水平迅速发展,核电厂也广泛发展,在其发展和运行的过程中更为注重数字化系统的对时系统应用,在其系统设计的过程中要根据实际运行的情况开展,并保障其运行的稳定性和安全性。
笔者主要针对核电仪控数字化系统的对时系统设计要求和设计内容进行分析,并根据核电站各个设备的对时功能进行详细分析,从而提高其实际应用的水平和质量,也利于推动我国核电厂的建设与发展。
关键词:核电仪;数字化系统;对时系统;设计引言:核电厂的数字化系统控制主要以计算机和网络技术为主开展其控制系统得到工作,对时子系统是极为重要的内容,更能够为整体数字化系统的应用奠定更为准确的时间基准,也能够确保各个设备、模块的时间保持一致。
核电厂在运行的过程中设备的时间准确性和统一性极为重要,在设计与安装的过程中更要注重对时系统的设计与应用,从而保障后期系统运用的质量和可靠性。
数字化仪控系统的额哥哥组件也在其系统的应用中也能够实现完成对时,进而对时系统也更为可靠,更利于核电站稳定安全运行。
1总体技术要求对子系统是数字化仪控系统中主要的内容,能够保障其系统在运行中数据采集的准确性,也能够为问题故障提供更为准确的时间保障,核电站的数字化仪控系统能够依次分辨高速采集信号的联系,也能够对信号的先后顺序进行有效分辨,也能够提高数字化仪控系统的分辨概率和能力。
核电厂运行的事件主要以开关量、模拟量、设备故障等为主,其事件中对时间的精度有直接的要求,开关量事件需要采集开关量的时间精度,事件顺序也是极为重要的要求。
在应用中要能够对仪控系统的不同控制站的模块顺序进行分辨,要想实现其运行的设计要求,其时间的精度要控制在0.5ms上下范围。
对时系统在设计的过程中要对其整体架构进行设计,系统内的设备、对时功能等都要根据实际的运行需求进行设计,各个模块的时间处理要求也要满足。
在技术可以实现的前提下选择更为简单的系统设计方案,确保能够提高对时系统的接线量,也能够保障其对时系统运行的质量和效率,更利于保障时间的准确性。
核电站仪控系统改造项目规划及实施要点摘要:通过介绍核电站仪控系统改造项目的改造方式,规划了核电站改造项目全生命周期,并对其实施要点进行分析,提出合理策略,以提高仪控系统改造项目实施效率,规避项目实施风险。
关键词:数字化仪控;改造实施;生命周期1引言核电站仪控系统是集中管理与分散控制生产过程的计算机系统,其由计算机、网络、通讯技术以及自动控制配合而成,有着分散控制、集中管理的特点。
核电站设计寿命为60年,仪控系统可替换设备设计的使用寿命至少10年。
长期运行的仪控系统随着设备的老化,逐渐出现了问题,主要表现在仪控设备的可靠性下降,偶发故障增多,故障率逐年上升,维护成本增加,从而需要对其进行改造,尤其是“模拟控制系统+继电器逻辑处理”方式的模拟仪控系统。
通过合理规划仪控系统改造项目的实施,可以有效的优化机组运行。
2核电站仪控系统改造的考虑对核电站仪控系统的改造一般采用两种方式:一种是所谓”like for like”形式的替代,即采取新的仪控系统实现对原有仪控系统的替代,功能上与原有系统基本等同。
另一种方式是功能增强型的改造,该种方式将充分利用新系统的技术特点,可满足核电站对安全性、可用性、可靠性的提高或提升机组出力的要求。
根据IEC61513、IEEE7-4.3.2以及国家标准GBl3629的要求,对核电站仪控系统需要考虑纵深防御、故障安全、多样性、隔离、冗余,单一故障等设计准则,并满足软件V&V、硬件鉴定、电磁兼容等方面的严格要求。
核电站仪控系统从其执行的安全功能上划分为不同的安全级别,比如华龙一号安全分级为F-SC1、F-SC2、F-SC3、NC等不同安全级别。
改造后的仪控系统安全分级,应在原设计的基础上,对照国际或国家标准及规范进行适应性调整。
当前新建核电机组广泛应用数字化仪控系统,其设备开发、系统设计等标准化体系已成熟并得到验证,仪控系统改造较多的是对模拟仪控系统进行数字化仪控系统替换升级改造。
核电厂数字化仪控系统的发展及应用分析摘要现阶段,随着我国社会主义市场经济的不断发展,我国各行各业都取得了不同的成绩。
核电厂数字化仪控系统是核电厂发展的重要部分,对核电厂的安全运转与发展产生着重要的作用。
文章简述了核电厂数字化仪控系统,阐释了核电厂数字化仪控系统的发展及应用情况。
关键词核电厂数字化仪控系统发展应用随着社会主义市场经济的蓬勃发展,我国的综合实力也得到了显著的提升,各个行业也在快速的发展。
在核电厂发展的过程中,数字化仪控系统在核电厂正常的运转过程中占据着重要的地位。
因此,加强对数字化仪控系统的定期检查,能够有效的促进核电厂的健康可持续发展。
一、简述核电厂数字化仪控系统(一)核电厂数字化仪控系统的含义核电厂数字化仪控系统是核电厂在发展过程中非常重要的部分,在核电厂的发展过程中占据了主要的位置。
在核电厂正常运转的过程中,数字化仪控系统主要是以一种系统的形式所存在。
数字化仪控系统是科学技术不断发展的新型产物,数字化仪控系统在使用的过程中主要是计算机以及通讯为重,是一种分布式的系统。
在核电厂中使用数字化仪控系统,主要是根据计算机、通信、控制以及显示等四种技术。
而这四种技术的使用主要是依据网络技术的支撑,达到新型技术的应用,而这些新型技术主要是智能警报技术、远程操控技术等。
只有把这些技术应用在核电厂数字化仪控系统中,才能够对数字化仪控系统进行充分的控制。
(二)核电厂数字化仪控系统的特征核电厂数字化仪控系统的发展阶段主要是三个阶段,初创阶段、成长阶段以及扩展阶段。
数字化仪控系统在发展过程中的不同阶段,具备不同的特征。
核电厂数字化仪控系统初创阶段的特征主要展现在数据的收集以及过程的管控中,主要是单元的形式,能够有效的实现数据的快速运转,在数据运转的过程中所使用的软件和硬件都是质量非常的,但是仍然缺乏标准性以及开放性。
核电厂数字化仪控系统成长阶段的特征主要展现在系统是以局域网为主,并且功能比较多,能够有效的对现场进行控制以及对系统进行管理等。
核电厂数字化仪控系统质量位设计原则研究摘要:近年来,我国的核电厂建设越来越多,核电厂的数字化仪控系统也越来越完善。
近年来核电厂因数字化仪控系统质量位设计问题导致多起核电厂误停堆、停机事件,严重影响核电厂的安全性和经济性。
目前数字化仪控系统质量位设计并未形成统一的设计原则,电厂、机组、系统间的相关设计准则没有采用统一的准则,导致电厂技术人员对质量位设计的认识不足,对质量位变更改造工作也未能形成有效的设计指导,同时给机组的隐患排查带来诸多困难。
本文就核电厂数字化仪控质量位设计原则进行研究,以供参考。
关键词:质量位;原则;设计引言核电厂仪表和控制系统(简称“仪控系统”)与核电站操作人员共同构成了核电厂的“中枢神经系统”。
通过各种组成要素(如设备、模块、子系统、冗余系统等)。
仪控系统可感知基本参数、监控性能、整合信息,并根据需要对电厂运行进行自动调整。
随着信息时代的到来,计算机技术、网络通信技术等信息技术与核电厂数字化仪控系统相结合,使得基于计算机和联网技术的数字化仪控系统逐步被采用。
1总体设计典型的数字化仪控系统具有操作员站(OPS)、服务器、工程师站和现场控制站,其中现场控制站包括主控模块、通信模块和I/O模块。
全厂对时信号通过服务器接入系统,服务器在系统网中通过NTP对时协议对所有操作员站和所有主控模块进行对时,主控模块通过控制网给通信模块对时,通信模块给本站内的I/O模块进行通信对时和脉冲对时,并且系统中所有站的通信模块组成站间对时总线(TBUS)。
站间对时总线的设计是保证系统范围内所有I/O模块相对时间误差的关键。
事件由仪控系统中的不同设备产生,主要包括服务器、主控制器和I/O模块,对事件的识别和打时间戳等操作,只能由产生事件的设备或者在通信的上行链路中处于上方的设备进行处理。
控制网2的通信周期为20ms,所以对于开关量信号50ms分辨率的要求,只要保证站间I/O模块的时间精度小于30ms,就可以由主控制器处理开关量的时间戳;对于SOE的1ms分辨率要求,识别变位和打时间戳必须由I/O模块承担,I/O模块传输的不仅是当前的通道状态,还包括变位的事件和时间。
核电站仪控模块数字化改造策略探究发表时间:2020-10-12T16:44:17.993Z 来源:《基层建设》2020年第16期作者:马国祥江涛[导读] 摘要:随着用电负荷不断增加,对于供电质量提出了更高的要求。
中电华元核电工程技术有限公司山东省烟台市 264000摘要:随着用电负荷不断增加,对于供电质量提出了更高的要求。
对于电力模块而言,数字化无疑是其未来发展主要方向。
基于数字化技术可以更为智能的识别模块当前运行工况,并及时发现问题以及立即解除问题。
故而更有助于实现电力模块的可持续发展。
本文以核电站仪控模块为例,对其智能化改造相关内容进行探讨。
关键词:核电站;仪控模块;数字化设备引言随着社会经济的飞速发展,人们生活以及生产等过程对于电能的需求越来越高。
随着核电等新型能源的出现,也为我国电能供给开辟了新的途径[1]。
但和传统发电技术有所不同,核电技术更注重对于各种智能化仪控设备的使用,技术含量更高,对于模块运行稳定性要求也更大[2]。
数字化技术的提出与应用,无疑可以大大提升核电站仪控模块运行质量,对于未来核电事业的发展也有着一定的积极意义[3]。
1.仪控模块数字化改造价值 1.1规避设备老化问题对于各个仪控模块而言,均有着其特定的使用规律。
实际投入运行期间会存在规律性的故障情况。
究其原因,这些均属于典型的设备老化故障范畴[4]。
未有实施全面数字化改造的情况下,对于此类问题往往需要运维人员进行人为形式的干预和纠正,但即便如此也会在运行一段时间之后再次出现这样的情况,长此以往设备的运行性能势必会大大降低,老化问题进一步加剧。
故而,对其进行必要的数字化改造十分关键,能够较好的规避设备老化以及故障等情况,从而大大延长设备使用期限。
1.2提升仪控设备运行质量随着科技的发展以及新型技术的不断涌现,如何确保核电站仪控设备等的可靠稳定运行,已然是当下需要慎重考量的重要内容。
而结合当下国内核电站仪控模块运行现状,已然存在许多地方技术有待改善,而这也是开展仪控模块数字化改造的重要原因。
核电厂仪控系统数字化改造关键要素探究
发表时间:2019-04-29T16:41:05.820Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第36期作者:林永嘉
[导读] 核电厂老旧仪控系统的数字化改造已经成为趋势。
就数字化系统本身而言,在技术上没有明显的风险,与全新的核电厂相比,改造工作有众多的约束条件。
福建福清核电有限公司福建福州 350318
摘要:核电厂老旧仪控系统的数字化改造已经成为趋势。
就数字化系统本身而言,在技术上没有明显的风险,与全新的核电厂相比,改造工作有众多的约束条件。
由于技术的进步和数字化仪控系统的广泛应用,已有改造指导对数字化技术本身的关注已经不再重要。
针对指导的关注点与现实脱节的情况,为了能够成功进行仪控系统的数字化改造,本文提出了改造的实施策略,分析了改造时必须关注的要素,给出了相应的建议。
关键词:仪控系统;数字化;改造;关键要素
引言
随着当前社会经济的快速发展,人们在生产生活中对电能的需求量也快速增加,在此过程中关于核电站的建设和应用也引起了广泛的关注。
区别于传统的火力发电以及水力发电,核电站在运行中具有能耗低、污染小、电能产出稳定的特点,实际应用中能为区域电能的稳定供应奠定良好的基础。
核电站的运行原理为:通过核装置运行产生热量,之后通过加热水蒸气,转换机械能的方式推动发电机进行发电,以此实现能量转换的过程。
在此过程中,分析仪控系统作为核电站运行中的主要控制单元,其运行状态以及效果也引起了研究人员及维护人员的重视。
笔者针对当前核电站仪控系统数字化改造进行简要的剖析研究,以盼能为我国核电企业发展核电装置的仪控系统数字化改造提供参考。
1核电站数字仪控系统简介
核电站在运行中主要通过仪表盘及控制系统进行各类组件的控制运行。
在实际运行中,机组的安全可靠、经济运行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,我国核电站仪控系统技术在发展中历经了三个阶段。
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300MW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2×980MW核电站主控制系统采用的Baily9020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,主控室格局占用空间异常大。
第一阶段发展中主要以模拟量组合单元进行系统控制,该类控制模式在应用中存在控制延迟以及手动作业过多的现象。
第二阶段在发展中以第一阶段系统控制技术为基础,增加了数字量控制技术,实际应用中通过数字量和模拟量控制的混合应用,有效提升了控制系统的应用效果,并且减少了手动控制操作量,对于系统控制质量的提升效果显著。
但在核岛系统的运行中,仍然采用以小规模集成电路运算放大器为核心的模拟单元量,进行系统的模拟控制。
常规岛及辅助岛部分,则结合数字化PLC自动化控制系统进行控制运行,实际应用中通过软件的自动化检测,有效减少了就地控制柜的设置数量,以及硬性接线的数量,提升了系统运行的稳定性和可靠性。
第三阶段称为全数字化仪表控制系统阶段,该阶段在技术应用中以DCS技术为核心,实现了全面系统运行的数字化、自动化、分布式控制,增强了系统运行的智能性和可靠性。
实际应用中,DCS技术结合PLC技术全方面地应用在核岛、常规岛、BOP部分,构成了核电站全新数字化仪表控制系统。
2核电站仪控系统数字化改造解析
2.1备件问题和设备老化
备件问题及设备老化问题为当前核电站仪控系统运行中主要存在的问题。
两类问题的出现造成核电站在运行中组件运行的可靠性和稳定性降低,且造成了一定的安全隐患。
实际工作中为有效优化该类问题,应用单位可通过应用分布式控制系统的方式,或采用现场总线控制系统的方式进行仪控系统的数字化改造。
通过优化软件技术的方式达到降低设备应用局限性的问题,最终达到提升设备应用质量并发挥组建控制应用效果的目的。
另外,分析两类技术方案在实际应用中,智能化控制为其核心运行技术。
实际应用中通过核心智能化技术的运行,实现了全站控制设备运行现状的监测以及运行性能的监测,及时针对设备运行中存在的问题及故障现象进行预警提示,最终达到提升系统运行可靠稳定性的目的。
具体分析通过核心智能技术的运行应用,有效地减少了独立监测装置的安装数量,并且实现了系统控制的无障碍化。
另外,DCS系统及FCS控制系统在应用中,其备件之间都可进行互换应用,有效降低因设备组件应用选择局限,造成了设备老化及运行成本升高问题。
并且在实际运行中设备组件的互换应用,对系统控制运行中的智能性、可靠性、安全性、稳定性提升,奠定了良好的基础。
2.2多样性
冗余设计不能应对共模故障。
通常设计采用多样化的仪控系统,将共模故障引发的风险降低至可接受的水平。
设置了数字化保护系统的核电厂几乎全部采用了两种或更多种具有显著多样性的软硬件平台。
保护动作的触发信号尽量来自基于不同探测原理、方法的传感器,触发变量进行分组并在不同的处理器上进行处理等方法,是防止共模故障造成不可接受后果的有效方法。
万一软件的共模故障导致数字化保护系统失效后,则由具有多样性的后备保护系统执行反应堆紧急停堆、停机和启动辅助给水等必要功能。
设置操纵员手动紧急停堆以及触发专设动作的功能,旁路数字化保护系统的逻辑处理器,经过固态或机械继电器等进行命令扩展,直接触发执行机构则是另一种有效应对共模故障的手段。
正常工况下,核电厂的信息显示、手动控制在数字化系统上实现。
在这些计算机化的工作站发生共模故障的情况下,利用与计算机化的人机接口设备具有多样性的后备盘,可在规定长的时间内维持核电厂的正常运行,并在需要时将电厂带入安全停堆状态。
由于数字化仪控系统软件的固有特性,通常采用数字化保护系统的核电厂常常设有专门的多样性驱动系统。
在软件共模故障后,必要时,采用多样性方式进行反应性的控制,驱动选定的专设等。
2.3控制的优先与切换
特定的执行机构可能会接受不止一个控制命令。
当发生设计基准事故时,它要接受来自保护系统的命令。
此时,保护命令应优先于其它
自动或手动控制命令。
此外,同一个设备的控制命令可来自不同的地方,如来自主控制室的工作站或后备盘,或来自应急停堆站等。
应通过切换开关加以控制,保证任何时刻仅有一个地方的命令送至设备。
2.4平台的选择
为了便于通过核安全监管当局的审查,核电厂通常采用经过核安全认证的DCS/PLC等产品作为仪控系统的实现平台。
可编程逻辑器件的解决方案,如现场可编程门阵列(FPGA)和专用的集成电路(ASIC)等也可作为备选项。
这些通常被认为是“基于硬件的可编程设备”,在设计和实现方面比基于软件的计算机系统更加简单,更有利于进行安全性审评。
它们也易于和其他的硬件平台联合并列使用,在对安全级仪控系统实施多批次改造时比较方便,可明显降低改造的难度和风险。
结语
当前我国核电站仪控系统数字化改造正处在发展中,从当前核电站的运行现状方面分析,核电站仪控系统的数字化改造存在一定的紧迫性和必要性。
具体分析在落实核电站仪控系统数字化改造中,考虑系统控制的运行现状以及各组件设备的应用现状,设备系统的安全性问题。
后期在落实核电站仪控系统数字化改造中,改造设计人员应确保系统改造中备件应用的多元化选择,另外还应注重落实系统控制运行中的全面监测,以及智能化预警技术的应用,以此提升核电站仪控系统数字化改造应用中的实际效果,提升核电站运行中的安全稳定性,并且达到合理控制核电站仪控系统运行中的应用成本,提升核电企业实际收益的目的。
参考文献
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