核电站DCS仿真的三种实现形式探讨

目前国际上通用的核电站模拟机DCS仿真主要有纯模拟(Simulation)、虚拟实物模拟(Emulation)以及实物模拟(Stimulation)这3种实现途径,在实际项目选型时需要从经济性、精确性、变更易维护以及对工程项目的时间进度影响等方面综合考虑。本文具体考虑了上述3种仿真实现途径的优缺点,并根据不同项目特点给出选型建议。     

核电站的“神经中枢”

<正>核电数字化仪控系统(简称:核电DCS)是核电站的神经中枢,控制着核电站200多个系统、近万个设备的运行。其中,非核级DCS主要用于核电站正常运行的监视和控制,核级DCS主要完成事故工况下反应堆安全停堆和事故缓解功能。作为核电站最重要和价值最高的成套设备之一,核电DCS,尤其是核级DCS过去依赖进口的局面在一定程度上限制了我国核电行业的发展。     

田湾核电站数字化仪表控制系统项目建设过程管理

田湾核电站一期工程(1、2号机组)采用了全数字化的仪表控制系统(DCS)。本文结合田湾核电站一期仪表控制项目的 DCS在合同谈判和后续执行过程中取得的经验及系统运行过程中的实践,阐述了DCS在田湾核电站二期(3、4号机组)仪表控制项目建设过程中的应用。     

项目管理在秦山三期技术改进中的应用

秦山三期核电站进入运行阶段后,实施了大量变更改造和持续改进项目,这些技术项目的管理此前无经验可循。秦山三期核电站在汲取国际上先进的项目管理理念的基础上,根据项目的特点和自身组织机构形式,在实践中摸索出一套分级的项目管理方法。本文介绍了这种项目管理方法在秦山三期核电站的应用实践,总结了其特点并探讨了该方法可继续深化的方面。     

改进PID控制在核电站DCS中的应用

推导了项目中使用的改进PID公式并与标准公式进行比较,改进公式具有防止测量值和设定值变化造成控制器输出突变的作用。分析了改进的串级控制方案,改进后具有防止积分饱和的作用。由于项目中使用了不同的一、二层DCS平台,因此提出了改进的PID控制方案,解决了一、二层接口问题。上述方案已在方家山、福清、昌江核电站共计8台机组DCS项目中得到验证。通过对改进PID控制方案的说明,为上述项目的设计、维护和改造提供参考。     

核电站安全分级对DCS系统设计影响分析

根据核电站设计总体要求,特别是对仪控系统可用性和可靠性的要求,通过分析核电站中系统、设备及其功能的安全分级,解析现代数字仪化控系统( DCS)的技术特点.结合实际在建核电站中不同DCS总体技术方案设计实施过程中的差异,从满足核电站安全运行以及安全评审相关法规标准的需求出发,阐明核电站中不同安全分级的系统和设备对DCS总...     

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。     

NASPIC在方家山核电工程的应用研究

方家山核电工程厂区环境辐射与气象监测系统(KRS)信号来自方家山厂区外的应急中心楼,存在被网络攻击的安全隐患,影响方家山机组整个数字化控制系统(DCS)的稳定运行。为解决厂区外的通讯信号接入给核电站的信息安全带来的影响,方家山核电工程将KRS信号从目前的DCS网络中独立出来,并采用中核集团完全自主知识产权的核安全级DCS平台龙鳞系统(NASPIC)作为本变更改造项目的首选方案,本文介绍了NASPIC的原理、主要设备功能、网络配置、软件配置以及在方家山核电厂的应用。变更已在方家山1号机组第2次(102)大修中实施完成,系统运行稳定。     

国产化核电站DAC机柜的设计实现

DAC(Divers Actuation Cabinet)机柜抗震性的实现说明了核电站DCS(DigitalControlSystem数字化控制系统)安全级机柜国产化的可行性。国产化核电站DCS安全级机柜通过抗震试验鉴定,也验证了DAC机柜的抗震性能,确保了核电站DCS安全级机柜国产化的批量生产,是核电站安全级DCS机柜国产化的重要里程碑。     

核安全级DCS保护算法离线调试工具的设计与实现

在核电厂安全级DCS系统工程设计阶段，通过人工检查难以发现保护算法逻辑、人因错误等组态问题，设计人员也很难评估及分析算法的动态特性，而连接设备调试效率很低，且不支持暂停、回退、跳转等功能，一旦发现问题缺乏快速有效的定位手段。因此核安全级DCS中增加针对保护算法的离线调试工具是解决问题的有效手段。本文基于我国首个具有自主知识产权的核安全级数字化控制保护系统平台——和睦系统， 在满足核电标准要求的基础上实现了一种可应用于核安全级分布式控制系统（DCS）保护算法的离线调试工具。该工具大幅提高了核安全级保护算法的设计周期和测试效率，并为现场调试和故障定位提供了快速而有效的维护手段，目前已应用于阳江核电站、红沿河核电站等多个核电DCS项目中。      

广东大亚湾核电站建造阶段的质量保证(英文)

扼要介绍了广东核电站建造阶段的质量保证系统,包括业主(广东核电合营有限公司)及各承包商的质保组织结构和多级质量控制系统。通过对质量监督、质保监查及不符合项控制等一些重要的质量保证活动的阐述,介绍了广东核电站建造质保大纲的执行情况。此外,分析和评价了广东核电站建造质保大纲实施的有效性,总结了正反两方面的经验以供核电建设者们借鉴。     

广东大亚湾核电站建造阶段的质量保证

扼要介绍了广东核电站建造阶段的质量保证系统,包括业主(广东核电合营有限公司)及各承包商的质保组织结构和多级质量控制系统。通过对质量监督、质保监查及不符合项控制等一些重要的质量保证活动的阐述,介绍了广东核电站建造质保大纲的执行情况。此外,分析和评价了广东核电站建造质保大纲实施的有效性,总结了正反两方面的经验以供核电建设者们借鉴。     

Study on nuclear power plant simulator for digital I&C system commissioning

介绍了开发的核电站仿真机结构及功能,接着以稳压器压力控制系统为例,利用该仿真机进行了现场DCS调试的应用研究.先测试确保其DCS逻辑功能,然后通过与核电厂实际测试结果对比分析后,改进仿真机模型,最后对现场DCS进行了参数优化.研究表明,仿真机应用于核电站现场DCS测试及参数优化调试具有节省现场调试时间、降低调试风险的优越性.     

核电站数据采集系统的设计

核电站对于仪控系统的性能要求很高.目前国内核电站的仪控系统大多以模拟控制为主,数据显示精度和自动化程度都比较低.秦山三期核电站停堆系统中应用的数据采集系统,将国产集散控制系统(DCS)技术引入核电站,实现了快速数据采集、记录、报警、查询、显示等功能.     

秦山三期（重水堆）核电站的技术改进

秦山三期（重水堆）核电站工程是国家“九五”期间重点建设项目，是我国首座商用重水堆核电站，也是中国和加拿大两国政府让迄今最大的贸易项目。工程采用成熟的加拿大CANDU-6重水堆核电技术，以韩国月城3、4号机组为参考电站。由于厂址条件的不同、国情的不同、标准规范的差异以及CANDU-6重水堆核电站设计相对定型早、运行反馈少等原因，在机组商运初期电站的安全稳定运行受到了较大的挑战。面对严峻的形势，秦山第三核电有限公司组织力量对影响核电站安全稳定运行的隐患、热点，进行了针对性的分析和研究，积极有效地开展变更改造和技术改进工作，极大地改善了机组安全性能，优化了机组配置，并创造了一定的经济效益。本文介绍了秦山第三核电有限公司所开展的重大变更改造和技术改进项目，以及实施后的效果，可供同类项目参考和借鉴。     

核电厂DCS高负荷响应时间分析及测试

本文对核电厂DCS高负荷工况、响应时间进行分析,使用测试装置模拟高负荷工况并设计相应的测试方案,建立环境执行实际测试。测试结果表明:核电厂DCS响应时间测试结果与理论分析情况基本符合,抽样测试结果符合正态分布,得出的置信区间证明了测试方案的可靠性。本设计方案可以应用至工程测试中,并对其他核电站工厂测试有一定的借鉴意义。     

核电DCS二层报警内部计算仿真实现

基于DCS控制系统的核电站通常要求在监控层有内部计算功能,辅助运行人员操作,是电站控制的重要组成部分。本文以二层报警内部计算为例,提出了一种基于数据导入技术的二层内部计算实现方式,该方式结合了RINSIM仿真软件运行平台的特点,能快速准确的实现报警的二层计算功能。实际DCS工程验证项目中的使用表明,该方法能够在仿真设计验证平台上快速实现设计意图,提供高性能的内部计算。     

集散控制系统在核电站保护系统中的应用

在核电站保护系统中应用基于数字化技术的安全级DCS已替代模拟技术成为主流,因为核电站的安全性要求很高,所以DCS技术的可靠性至关重要。为了确保应用DCS技术设计的可靠性,通过分析相关法规、标准的要求,总结了安全级DCS设计须进行的质量鉴定项及软件验证和确认过程,并结合当前主要应用的几个安全级DCS产品的技术特点,提出了安全级DCS设计开发中应考虑的控制器、智能IO模块、优选驱动模块以及通信等关键技术的要点。     

基于数模混合方案的核电站保护系统设计

巴基斯坦卡拉奇核电站K2、K3项目作为我国自主设计的第一个全厂DCS系统的核电项目,在保护系统的设计上采用数模混合方案,本文介绍了保护系统有关的应对设计,涉及总体结构、设计特点、定期试验等方面的内容。     

核电专用火灾报警系统双主机与DCS双链路冗余热备通信设计实现

专用火灾报警控制器作为核电站火灾报警及消防联动系统的核心设备,满足对等网络报警联动功能,同时还需要满足核电站的控制需求,与DCS (Distributed Control System集散控制系统)通信,通过读/写命令,交互指令与应答信息,实现对重要设备的控制。为了保证通信的可靠性,其通信链路可采用双链路冗余。本文通过对核电专用火灾报警系统双主机与DCS系统双链路冗余热备通讯的分析与研究,提出了一种基于集中式对等型双主机的双链路热备的设计,并分析了该设计的传输可靠性。最后模拟测试结果表明,该设计实现了双主机双链路冗余热备,并在一定程度上提高了数据传输的可靠性。