用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的系统及方法与流程

1.本发明属于核电站dcs系统首故障报警技术领域，具体涉及一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的系统及方法。


背景技术：

2.在核电厂事件/事故情况下，主控室运行人员和电厂维修人员需要迅速准确识别导致事件/事故的原因，以便快速采取应对措施。dcs(离散控制系统，distributed control system)首出故障报警功能设计是为操纵员提供安全动作的时间顺序表，用于识别产生这些安全动作的初始故障原因，是电厂运维人员快速识别和分析事件/事故根本原因的有效技术手段。
3.当安全动作触发后，执行机构根据预设的逻辑动作，以对核电厂系统和设备进行保护，但现有技术下dcs系统产生首出故障报警并执行安全动作命令后，缺少一种对执行机构的动作情况进行监督的方法，不便于运行人员在观察到首出故障报警产生后，快速了解执行机构的动作情况，及时对执行机构发生拒动或误动的情况进行干预。
4.因此，如何判断安全动作触发后执行机构是否正确动作，成为反应堆保护系统亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的系统及方法，该方法能够解决现有技术中不便于运行人员在观察到首出故障报警产生后，快速了解执行机构的动作的情况，利于运行人员及时对执行机构发生拒动或误动的情况进行干预。
6.实现本发明目的的技术方案：
7.一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的系统，所述系统包括：专设安全设施驱动单元/多样化驱动单元，优选驱动单元，传输单元、信号处理单元；
8.专设安全设施驱动单元/多样化驱动单元用于产生安全动作指令；
9.优选驱动单元用于接收专设安全设施驱动单元/多样化驱动单元单元的安全动作指令，并驱动下游执行机构动作；
10.传输单元用于与信号处理单元进行网络通讯；
11.信号处理单元用于对所有执行机构的状态反馈与安全动作指令进行一致性比较，负责处理首出故障报警信号，并进行执行机构动作监督。
12.所述系统还包括显示单元，显示单元负责首出故障报警画面的显示，对执行机构动作情况加以提示。
13.所述传输单元将首出故障报警信号送至信号处理单元打时标。
14.一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的方法，所述方法包括：
15.步骤s101，专设安全设施驱动单元或多样化驱动单元获得安全动作信号并传输至
优选驱动单元以驱动执行机构动作；
16.步骤s102，优选驱动单元获得执行机构状态反馈信号并传输至信号处理单元，信号处理单元获取安全动作指令；
17.步骤s103，信号处理单元对所有执行机构的状态反馈与安全动作指令进行一致性比较，产生命令正确执行方程或产生不一致性方程；
18.步骤s104，显示单元接收到命令正确执行方程信号，显示执行机构动作正常；
19.步骤s105，显示单元未接收到命令正确执行方程信号，显示执行机构动作异常。
20.所述步骤s101具体为：专设安全设施驱动单元或多样化驱动单元在接受采集单元信号后，经控制器逻辑运算，获得安全动作信号，并将安全动作信号指令传输至优选驱动单元中以驱动执行机构动作，同时根据首故障识别逻辑，识别出产生安全动作的首故障，将信号传输至传输单元中。
21.所述步骤s102具体为：安全动作信号指令下发后，执行机构依据安全设计产生预设的动作，并将动作完成信号反馈给优选驱动单元，通过网络传输至非安全级dcs的信号处理单元，产生位置方程；传输站将安全动作信号指令利用硬接线及网络传输至非安全级信号处理单元，获取安全动作指令，产生启动参考方程或停止参考方程，并打时标，在首出故障报警页面产生事故原因和时间提示。
22.所述产生位置方程为将一个执行机构的打开/关闭反馈信号赋值到一个位置方程变量上。
23.所述产生启动参考方程为当来自安全级dcs的安全动作命令或来自多样化驱动系统的安全动作指令存在，赋值到启动参考方程变量上。
24.所述产生停止参考方程为当来自安全级dcs的安全动作启动信号与来自das的安全动作启动指令都不存在，赋值到停止参考方程变量上。
25.所述步骤s103具体为：信号处理单元对安全动作相关联的所有执行机构的状态反馈与安全动作指令进行一致性比较，获得命令正确执行信号，如所有执行机构的状态反馈与安全动作指令一致，产生命令正确执行方程，进入到步骤s104；如果有任一执行机构的状态反馈与安全动作指令不一致，产生不一致性方程，进入到步骤s105。
26.所述产生命令正确执行方程为当所述安全动作相关的所有执行机构的反馈信号不一致性比较均通过，即可认为安全动作的命令被正确执行。
27.所述产生不一致性方程为将所述位置方程与启动参考方程和停止参考方程的一致性进行比较，一致性比较的结果赋值到不一致性方程变量上。
28.本发明的有益技术效果在于：
29.本发明提供的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的系统及方法，利用执行机构动作反馈信号与安全动作命令进行一致性比较，监督安全执行机构的动作情况，在执行机构发生拒动或误动情况下，及时向操纵员发出提示，及时进行干预，保障核电站的安全运行。
附图说明
30.图1为本发明所提供的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督系统方框图；
31.图2为本发明所提供的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督方法流程图。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
33.如图1所示，本发明提供的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的系统，包括：专设安全设施驱动单元/多样化驱动(das)单元201，优选驱动单元202，传输单元203、信号处理单元204，显示单元205。
34.专设安全设施驱动单元/das单元201用于产生安全动作指令；
35.优选驱动单元202用于接收专设安全设施驱动单元/das单元201的安全动作指令，并驱动下游执行机构动作；
36.传输单元203用于与信号处理单元204进行网络通讯，并采用硬接线第一时间将首出故障报警信号送至信号处理单元204打时标；
37.信号处理单元204用于对所有执行机构的状态反馈与安全动作指令进行一致性比较，负责处理首出故障报警信号，并进行执行机构动作监督；
38.显示单元205作为人机接口，负责首出故障报警画面的显示，对执行机构动作情况加以提示。
39.如图2所示，本发明提供的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的方法，具体包括以下步骤：
40.步骤s101，专设安全设施驱动单元或多样化驱动(das)单元201获得安全动作信号并传输至优选驱动单元202以驱动执行机构动作
41.专设安全设施驱动单元或多样化驱动(das)单元201在接受采集单元信号(未标出)后，经控制器逻辑运算，获得安全动作信号，并将安全动作信号指令传输至优选驱动单元202中以驱动执行机构动作，同时根据首故障识别逻辑，识别出产生安全动作的首故障，将信号传输至传输单元203中。
42.步骤s102，优选驱动单元202获得执行机构状态反馈信号并传输至信号处理单元204，信号处理单元204获取安全动作指令
43.安全动作信号指令下发后，执行机构依据安全设计产生预设的动作，并将动作完成信号反馈给优选驱动单元202，通过网络传输至非安全级dcs的信号处理单元204，产生位置方程。传输站将安全动作信号指令利用硬接线及网络传输至非安全级信号处理单元204，获取安全动作指令，产生启动参考方程或停止参考方程，并打时标，在首出故障报警页面产生事故原因和时间提示。
44.其中，产生位置方程为将一个执行机构的打开/关闭反馈信号赋值到一个位置方程变量上。
45.产生启动参考方程为当来自安全级dcs的安全动作命令或来自多样化驱动系统(das)的安全动作指令存在，赋值到启动参考方程变量上。
46.产生停止参考方程为当来自安全级dcs的安全动作启动信号与来自das的安全动作启动指令都不存在，赋值到停止参考方程变量上。
47.步骤s103，信号处理单元204对所有执行机构的状态反馈与安全动作指令进行一
致性比较，产生命令正确执行方程或产生不一致性方程
48.在信号处理单元204对实施例安全动作相关联的所有执行机构的状态反馈与安全动作指令进行一致性比较，获得命令正确执行信号，如所有执行机构的状态反馈与安全动作指令一致，产生命令正确执行方程，进入到步骤s104。如果有任一执行机构的状态反馈与安全动作指令不一致，产生不一致性方程，进入到步骤s105。
49.其中，
50.产生命令正确执行方程为当所述安全动作相关的所有执行机构的反馈信号不一致性比较均通过，即可认为安全动作的命令被正确执行。
51.产生不一致性方程为将所述位置方程与启动参考方程和停止参考方程的一致性进行比较，一致性比较的结果赋值到不一致性方程变量上。
52.步骤s104，显示单元205接收到命令正确执行方程信号，显示执行机构动作正常
53.显示单元205作为人机接口，接收命令正确执行信号，如果所有的执行机构的状态反馈与安全动作指令一致，则在首出故障报警画面中的安全动作执行结果显示执行机构动作正常。
54.步骤s105，显示单元205未接收到命令正确执行方程信号，显示执行机构动作异常
55.显示单元205如果未接收到命令正确执行信号，则在首出故障报警画面中的安全动作执行结果显示执行机构动作异常。
56.实施例以安全动作指令驱动风机\泵启动为例；
57.本发明提供的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的方法，具体包括以下步骤：
58.当专设安全设施驱动单元/das单元201输出安全动作指令并送往传输单元203，信号处理单元204产生启动参考方程变量，当专设安全设施驱动单元/das驱动单元201输出不存在，信号处理单元204产生停止参考方程变量；
59.专设安全设施驱动单元/das单元201同时将执行机构启动指令传输至优选驱动单元202；
60.当优选驱动单元202执行启动指令并获得执行机构动作启动反馈信号后，将反馈信号输出至信号处理单元204，产生位置方程变量；
61.在信号处理单元204中，当启动参考方程变量不存在时位置方程变量存在，或停止参考方程变量存在时位置方程变量存在，产生本执行机构的不一致性方程变量；
62.当且仅当所有与本安全动作相关的执行机构上述不一致方程变量均不存在，则产生命令正确执行方程变量，并传至显示单元205，在首出故障画面中安全动作执行结果提示正确动作，否则提示执行机构动作异常。
63.上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

技术特征：
1.一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的系统，其特征在于，所述系统包括：专设安全设施驱动单元/多样化驱动单元(201)，优选驱动单元(202)，传输单元(203)、信号处理单元(204)；专设安全设施驱动单元/多样化驱动单元(201)用于产生安全动作指令；优选驱动单元(202)用于接收专设安全设施驱动单元/多样化驱动单元单元(201)的安全动作指令，并驱动下游执行机构动作；传输单元(203)用于与信号处理单元(204)进行网络通讯；信号处理单元(204)用于对所有执行机构的状态反馈与安全动作指令进行一致性比较，负责处理首出故障报警信号，并进行执行机构动作监督。2.根据权利要求1所述的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的系统，其特征在于，所述系统还包括显示单元(205)，显示单元(205)负责首出故障报警画面的显示，对执行机构动作情况加以提示。3.根据权利要求2所述的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的系统，其特征在于，所述传输单元(203)将首出故障报警信号送至信号处理单元(204)打时标。4.一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的方法，采用根据权利要求3所述的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的系统，其特征在于，所述方法包括：步骤s101，专设安全设施驱动单元或多样化驱动单元(201)获得安全动作信号并传输至优选驱动单元(202)以驱动执行机构动作；步骤s102，优选驱动单元(202)获得执行机构状态反馈信号并传输至信号处理单元(204)，信号处理单元(204)获取安全动作指令；步骤s103，信号处理单元(204)对所有执行机构的状态反馈与安全动作指令进行一致性比较，产生命令正确执行方程或产生不一致性方程；步骤s104，显示单元(205)接收到命令正确执行方程信号，显示执行机构动作正常；步骤s105，显示单元(205)未接收到命令正确执行方程信号，显示执行机构动作异常。5.根据权利要求4所述的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的方法，其特征在于，所述步骤s101具体为：专设安全设施驱动单元或多样化驱动单元(201)在接受采集单元信号后，经控制器逻辑运算，获得安全动作信号，并将安全动作信号指令传输至优选驱动单元(202)中以驱动执行机构动作，同时根据首故障识别逻辑，识别出产生安全动作的首故障，将信号传输至传输单元(203)中。6.根据权利要求5所述的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的方法，其特征在于，所述步骤s102具体为：安全动作信号指令下发后，执行机构依据安全设计产生预设的动作，并将动作完成信号反馈给优选驱动单元(202)，通过网络传输至非安全级dcs的信号处理单元(204)，产生位置方程；传输站将安全动作信号指令利用硬接线及网络传输至非安全级信号处理单元(204)，获取安全动作指令，产生启动参考方程或停止参考方程，并打时标，在首出故障报警页面产生事故原因和时间提示。7.根据权利要求6所述的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的方法，其特征在于，所述产生位置方程为将一个执行机构的打开/关闭反馈信号赋值到一个位置方程变量上。8.根据权利要求6所述的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的方法，其
特征在于，所述产生启动参考方程为当来自安全级dcs的安全动作命令或来自多样化驱动系统的安全动作指令存在，赋值到启动参考方程变量上。9.根据权利要求6所述的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的方法，其特征在于，所述产生停止参考方程为当来自安全级dcs的安全动作启动信号与来自das的安全动作启动指令都不存在，赋值到停止参考方程变量上。10.根据权利要求6所述的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的方法，其特征在于，所述步骤s103具体为：信号处理单元(204)对安全动作相关联的所有执行机构的状态反馈与安全动作指令进行一致性比较，获得命令正确执行信号，如所有执行机构的状态反馈与安全动作指令一致，产生命令正确执行方程，进入到步骤s104；如果有任一执行机构的状态反馈与安全动作指令不一致，产生不一致性方程，进入到步骤s105。11.根据权利要求10所述的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的方法，其特征在于，所述产生命令正确执行方程为当所述安全动作相关的所有执行机构的反馈信号不一致性比较均通过，即可认为安全动作的命令被正确执行。12.根据权利要求10所述的一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的方法，其特征在于，所述产生不一致性方程为将所述位置方程与启动参考方程和停止参考方程的一致性进行比较，一致性比较的结果赋值到不一致性方程变量上。

技术总结
本发明属于核电站DCS系统首故障报警技术领域，具体涉及一种用于反应堆保护系统安全执行机构动作监督的系统及方法，该方法包括：专设安全设施驱动单元或多样化驱动单元获得安全动作信号并传输至优选驱动单元以驱动执行机构动作；优选驱动单元获得执行机构状态反馈信号并传输至信号处理单元，信号处理单元获取安全动作指令；信号处理单元对所有执行机构的状态反馈与安全动作指令进行一致性比较，产生命令正确执行方程或产生不一致性方程；显示单元根据是否未接收到命令正确执行方程信号，显示执行机构动作正常或异常。本发明能够快速了解执行机构的动作的情况，利于运行人员及时对执行机构发生拒动或误动的情况进行干预。执行机构发生拒动或误动的情况进行干预。执行机构发生拒动或误动的情况进行干预。


技术研发人员：邱炳贤 洪诗鑫 陆炜伟 施卫华 彭沛星 何程 李朝盛 吴晨露 连鑫炜 刘远文 何明智
受保护的技术使用者：中核国电漳州能源有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/6/7