核电站数字化反应堆保护系统停堆响应时间分析.pdf

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1、●々栏核电站数字化反应堆保护系统停堆响应时间分析ResponseTimeAnalysisofNuclearPowerPlantShutdownofDigitalReactorProtectionSystem(北京广利核系统工程有限公司，北京100084)郑伟智，李相建，朱毅明郑伟智(1978一)1引言男，河北人，硕士，现为北京广利核系统工程有限公司核电站反应堆保护系统设计负责为了保证核电站的安全性，所有核电站必须设置可实现自动人，主要研究方向为核电站安全级DCS系统控制的反应堆保护系统J，它的功用是保护三

2、大核安全屏障(即设计。燃料包壳、一回路压力边界和安全壳)的完整性。当运行参数达到危机三大屏障完整性的阀值时，要紧急停堆，必要时启动专设安全设施。紧急停堆，即切断控制棒束及其他棒束电源，使全摘要：为了评价出核电站数字化反应堆保护系统停堆响应的最大时间，部控制棒紧急插入堆芯，停闭反应堆。根据数字化反应堆保护系统结构，分析出保护系统的响应过程须经过AI输人、IO总线通讯、CPU运算、网络通讯、DO输出处理。并基于DCs定紧急停堆控制，由反应堆保护系统实现信号采集、运算和控周期扫描的运行方式，得出了各处理过程所需

3、最大响应时间的计算方法，制输出。由于涉及核电站的安全，对停堆的响应时间要求非常严DCS停堆响应时间的评价值就是各部分最大响应时间的累加。最后提出了格，涉及停堆响应速度的指标主要包括传感器响应时间、保护系可缩短响应时间的改进方法。统响应时间、停堆断路器响应时间，一般要求反应堆保护系统的关键词：反应堆保护系统；停堆；响应时间；扫描周期响应时间应小于0．2秒，所以必须对响应时间进行评价。反应堆保护系统的响应时间，是从现场传感器产生信号到反应堆保护系统Abstract：Inordertoevaluatethema

4、ximumreactortripresponsetimeofthe输出信号给停堆断路器所用的时间。一般需要通过理论分析和实DigitalReactorProtectionSystemofnuclearpowerplant，accordingtothe际测试两种手段进行评价。通过理论分析能得出理论上响应时间configurationofprotectionsystem，weconsiderthattheresponseprocessof的最大值，而实际测试是对响应时间的实际验证，但实测值始终protecti

5、onsystemshouldconsistofAIInput，IObuscommunication，CPUprocessing，networkcommunications，DOoutput．BasedontheDCSscan—cycle是小于最大值的一个值，所以为了保证确定性，应对响应时间的operationmode，weobtainthecalculationmethodofthemaximumresponse理论最大值进行评价。timeforeachstep，andtheDCSresponsetime

6、isthesummationofeach2数字化反应堆保护系统结构maximumresponsetime．Finally,somemethodsarepresentedtoshortentheresponsetime．典型的数字化反应堆保护系统结构如图1所示。为了获得Keywords：Reactorprotectionsystem；reactortrip；responsetime；scancycle更高的安全性，整个反应堆保护系统由四个冗余的保护通道自动'守览2010年08F]：I：U(CHI～IV)构成

7、，每个保护通道都对应一组测量过程参数(如温度、压3反应堆保护系统信号处理过程力、液位、流量等)的传感器。每个保护通道中为上、下两层CPU结构，分反应堆保护系统的信号处理过程如图2所示。现别用来进行阈值处理和四取二(2／4)符合逻辑运算。CPU1将采集的传感器场传感器信号输入给AI模块，AI模块将信号处理完毕信号进行阂值比较后，得出一数字量结果，例如，超过限值为l，未超过限后，通过I／O总线传送给CPU1处理，CPU1进行输入处制为0，并将此结果(1或0)发送给本通道及其它通道的CPU2。各个保护通理、运算

8、处理、输出处理、通讯处理及自诊断处理等道的CPU2对接受到的结果再进行2／4符合运算，当有大于等于2个通道闽值结过程后，通过单向“点对点”网络传输给CPU2进行下果为l时，便产生一个停堆信号，停堆信号分别由各个保护通道的DO发出，一步处理，CPU2的处理过程和cPu1一样，并最终将使各保护通道对应的停堆断路器的失压线圈断电，从而切断控制棒驱动机构运算结果通过I／O总线再传送给DO模块，实现控制输电源，使控制棒全部落人堆芯，反应