核安全级数字化仪控系统自诊断功能研究与设计

自诊断功能是核安全级数字化仪控系统的关键功能,对核安全级数字化仪控系统本身的RAMS特性,以及核电厂整体安全性和可用性有直接影响。本文基于RAMS分析评估技术,形成了以潜在故障模式为主的自诊断功能设计基准,在此基础上提出了一整套包括故障诊断、故障处理、诊断信息上报和报警指示功能的核安全级数字化仪控系统自诊断功能设计方案,并在和睦系统上进行了设计实现。实测结果表明,和睦系统可以实时在线监视自身运行状态,能够及时处理、上报和精确指示所有设计基准范围内的异常,大幅增强了故障定位能力,提高了和睦系统的可维修性,充分满足核电厂整体安全性和可用性要求。     

核电厂数字化仪控系统信息安全监管要求探讨

本文给出了核电厂信息安全的概念和内涵,研究了IAEA和NRC对核电厂数字化仪控系统信息安全的要求,分析了我国法规对核电厂数字化仪控系统信息安全的要求,对强化数字化仪控系统信息安全监管要求提出了建议。     

我国核电厂数字化仪控系统相关运行事件分析

从事件原因和事件后果两个方面分析了我国核电厂发生的25起数字化仪控系统相关运行事件,找出了安全级和非安全级数字化仪控系统存在的问题,总结了我国核电厂数字化仪控系统的运行情况,并提出了需要关注和进一步改进的方面,为后续新建核电厂提供借鉴。     

核电厂数字化仪控系统状态监测及可靠性预测方法研究

随着我国核电的发展,数字化仪控系统和设备的引入,给核电厂安全性和可靠性带来的风险得到广泛的关注。目前国内外的核电厂数字化仪控系统状态监测仅针对单个设备,具有一定的局限性,忽略了设备间的可靠性关联及设备可靠性趋势对整个系统可靠性的影响。本文提出一种核电厂数字化仪控系统状态监测及可靠性预测方法,以高压安注系统为例,通过监测多个相关设备的状态信息,分析其内在可靠性关联,得到设备当前可靠性趋势对整个系统可靠性状态的影响,建立系统可靠性模型。该模型通过状态信息的更新,实时监测整个系统的可靠性状态,为核电厂系统和设备提供更为全面的预测和可靠性状态监测,为核电厂的系统管理、设备管理及运行维护提供指导。     

核电厂数字化安全仪控软件的V&V实现

以日本三菱MELTAC安全级软件在核电厂中应用的VV为例,就其主要的工作流程、步序、输入输出结果进行分析说明,以期为核电厂数字化仪控系统(DCS)软件VV工作的自主化和国产化提供借鉴。     

数字化核电厂全范围模拟机研制方案概述

概述了核电厂全范围模拟机的性能和功能要求及最新应用,阐述了当今主流数字化控制核电厂全范围模拟机的总体研制方案,并着重针对数字化仪控系统的不同处理方式进行了性能和经济性的比较。最后介绍了方家山核电工程1、2号机组全范围模拟机的技术方案。     

核电厂数字化仪控系统全状态监测机制

软件失效及软硬件交互故障是核电厂全数字化仪控系统故障的主要来源之一。现有基于硬件的状态监测机制应对这一新型失效模式存在不足。应用系统理论事故建模与处理(STAMP)模型,对核电厂全数字化仪控系统的失效模式进行初步分析,提出将软件、硬件及其交互作为监测对象,建立一种整合软、硬件状态的全状态监测机制,为系统状态监测提供多样性及预警能力,对提高核电厂数字化仪控系统的安全性具有重要意义。     

核电厂数字化仪控系统设备鉴定解析

对核电厂数字化仪控系统(DCS)设备鉴定进行解析,说明设备鉴定范围,依据标准体系。比较不同供应商间鉴定方法异同,提出鉴定关注事项     

基于PSA技术的核电厂数字化仪控系统可靠性设计及应用

传统意义上核电厂数字化仪控系统主要依靠提升设备的可靠性来满足电厂安全目标。随着监管要求的逐步提高，在提升设备可靠性基础上，基于概率论技术的设计手段逐步成为核电厂安全设计新的研究方向。本文应用概率安全评价（PSA）技术，对典型电厂始发事件进行分析及研究，之后对仪控设计方案整体进行PSA建模，再将其置于电厂PSA模型中，通过定量评估分析，识别薄弱环节，给出优化改进措施。在此基础上提出了一套确保核电厂仪控系统满足整体安全目标的可靠性设计流程。      

“华龙一号”核电厂DCS系统信息安全研究

随着数字化仪控技术在核电厂的普及应用以及国内外工控领域信息安全事故的增多,核电厂数字仪控系统的信息安全问题逐渐引起各方关注。本文首先概述了国内外信息安全相关的法规标准,然后介绍了DCS系统信息安全分区的不同划分标准,最后针对DCS系统潜在的信息安全威胁,介绍了工控领域广泛应用的防护措施。     

核电厂数字化仪控系统结构比较分析

采用比较方法,分别从核电厂的特殊性、系统分层原理、仪表性能等方面针对几个核电厂数字化仪控系统结构作了对比分析,并从中提出在核电厂设计和应用这类系统时需要注意的问题。     

“华龙一号”数字化仪控系统纵深防御设计

福岛核事故后,核电厂纵深防御的设计理念得到新的发展,纵深防御层次设置和层次间独立性的安全要求进一步提高。而核电厂数字化仪控系统设计除了满足电厂总的纵深防御目标,保证在核电厂各种工况下正确可靠的执行监视、控制和保护功能之外,还需要考虑自身的数字化系统共模故障等问题。为了保证"华龙一号"数字化仪控系统设计始终满足国际最新核安全要求,为核电出海做好技术储备,一方面对国际原子能机构,西欧核监管联合会,美国核管会仪控系统纵深防御相关的最新法规要求和技术见解进行了解读和分析,归纳出共性要求;另一方面详细论述了中核集团"华龙一号"机组仪控系统整体纵深防御设计方案,并对其与前者的符合性进行了分析。通过分析,"华龙一号"仪控设计现有设计方案基本满足国际最新核安全要求,同时如进一步提升多样化保护系统独立性等问题需要在后续设计中予以关注。为"华龙一号"数字化仪控系统设计的持续改进提供了有价值的参考。     

核电仪控系统的网络安全监测

仪表和控制系统作为核电厂"中枢神经"的重要组成部分,对于核电厂安全稳定的运行起到关键的作用。近年来,数字化仪控系统遇到网络安全的新问题,即预防、检测和应对针对仪控系统实施的运用数字化手段的恶意行为。这种网络攻击将致使电厂性能下降,实体设备受损,甚至引发事故工况。依据核电厂"纵深防御"的安全设计理念和国内外法规标准的要求,提出应对核电仪控系统实施网络安全监测。网络安全监测的实施方案为,在仪控系统中部署入侵检测系统,监视并分析仪控系统事件,发现未经授权访问仪控系统资源的尝试并给出报警。本文详细分析了部署入侵检测系统需要考虑的检测点部署位置、监测数据源、入侵检测方法3个方面的问题,并给出了评价方式。     

适用于核电厂DCS故障诊断专家系统的结构研究

本文通过研究核电厂数字化仪控系统（DCS ）的主要特点及建立故障诊断专家系统的基本组成，逐一分析各类系统结构应用于核电厂DCS的不同情况，最终分析选择出适用于核电厂DCS的故障诊断专家系统的结构类型，并根据选择结果初步构建出可供参考的基本框架结构方案，为后续核电工程项目实际开发和应用DCS故障诊断专家系统奠定了必要的研究基础。     

MELTAC平台安全级DCS在线下装技术研究

依托三菱MELTAC数字化仪控系统(DCS)平台自身特性,在满足风险控制要求和下装质量要求的前提下,采用罗列风险、逐一验证的试验方法,通过试验验证和下装过程中的经验积累,提出核电厂安全级DCS在线下装技术方案。红沿河、宁德、阳江核电项目的调试表明,MELTAC DCS在线下装方案解决了下装过程中的工期长、风险大、影响范围广等难题,在线下装可靠率达100%。     

基于“白盒”模型的数字化仪控系统失效率方法研究

在核电厂概率安全分析中,数字化仪控系统和设备的建模以及失效率的评估在核电行业尚无统一的标准或业界普遍认可的方法,尤其是软件失效和共因失效参数的准确量化。文章介绍了一种基于数字化仪控系统可靠性模型的评估方法：基于安全级数字化仪控系统的设计特征,通过分析故障模式有关的失效机制,系统性识别防御措施并将其与系统可靠性模型中相应元素相关联来评估对故障模式和失效机制有效性,确定残余主要失效机制和故障模式,并结合现行实践方法,来估计失效率。最后,通过与现行方法进行比较,分析了该方法的实施难点,并提出了相应的注意事项和完善建议。     

福清核电厂一期数字化核仪表系统设计

核仪表系统(RPN)是核电厂仪控系统的重要组成部分。介绍福清核电厂一期数字化核仪表系统的结构、功能、设计要求和设计特点,并从设计的角度就RPN与安全级数字化仪控系统的功能划分与岭澳核电站二期进行比较。结果表明,福清核电厂一期数字化RPN设计能较好地满足系统的功能要求,为后续项目RPN优化设计提供了借鉴。     

基于FPGA的核安全级仪控系统设计与验证

为解决基于微处理器技术的核电厂安全级数字化仪控系统（DCS）中软件共因故障（CCF）的问题,通过多样性手段避免当未能紧急停堆的预计瞬态（ATWS）发生或反应堆保护系统（RPS）因CCF导致丧失安全功能的风险,本文设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列（FPGA）技术的核安全级DCS系统平台,并以核电厂中RPS为实例测试验证平台的功能性能。结果表明:基于FPGA的核安全级DCS系统平台在可用性、适用性和可靠性等方面都满足核电厂安全级数字化仪控系统的要求。      

核电站仪控系统报警功能设计

针对核电站数字化仪控系统应用过程中提出的有效报警管理需求,介绍了EEMUA 191、ANSI/ISA-18.2-2009以及IEC 62241-2004 3个主要的报警管理国际标准,提出了核电站仪控系统报警管理的功能设计。实践表明,该设计提升了核电站仪控系统报警管理的有效性。     

核电站模拟仪控系统数字化改造规划及实施策略

在运核电站模拟仪控系统面临技术老化和物理老化的问题,采用数字化DCS技术对在运核电站通用仪控系统的大范围升级改造具有技术复杂、影响面广、投资大,项目执行周期长、单次实施时间紧(只能在机组大修期间实施)等特点。从改造必要性、仪控系统设计基准、数字化仪控技术特点、仪控系统功能分析、仪控系统安全分级、仪控系统架构方案,仪控系统数字化改造全生命周期各关键阶段的工作任务、仪控系统数字化改造风险分析等几方面对在运核电站模拟仪控系统数字化升级改造需重点关注的问题进行了初步分析和论述。在此基础上,结合国外核电站仪控系统数字化改造的经验和教训,对我国在运核电站模拟仪控系统的数字化改造升级策略提出建议。