[發明專利]核電站數字化分布式控制系統及其隔離方法

在審

• 申請號: 201310684564.7
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103646675A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 孫偉;鄭添;張龍強;周亮;孫永濱;咸春宇;陳衛華;彭華清;何大宇
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: G21D3/00
• 分類號: G21D3/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 蔡曉紅

技術領域

本發明涉及核電領域，尤其涉及一種核電站數字化分布式控制系統及其隔離方法。

背景技術

隨著核電站建設和運行經驗的不斷積累，采用全數字化分布式控制系統（Distributed?Control?System，簡稱DCS）代替傳統的模擬技術已是核電儀控系統發展的必然趨勢。

DCS系統的總體結構按功能可以分為4層，分別為工藝系統接口層、自動控制和保護層、操作和管理信息層、全廠技術管理層。其中，工藝系統接口層主要由傳感器、執行器及供電和功率放大部件等現場設備組成，為與工藝設備的接口設備，主要功能包括：檢測工藝設備的工藝參數；根據自動化系統來的控制指令，控制工藝過程；提供/控制工藝設備電源等。自動控制和保護層主要完成下列功能：數據采集；信號預處理；邏輯處理；控制算法運算；產生自動控制指令；通信等。操作和管理信息層執行的任務包括信息支持、診斷、工藝信息和操縱員動作的記錄，以及通過操作設備對機組進行控制。全廠技術管理層主要負責整個電廠的營運管理、維修、技術支持等生產監管人員進行全廠生產過程綜合優化服務的生產過程實時管理和監控服務，通過網絡接口設備接收電廠的一些必要的信息，使管理者對電廠的狀況有所了解，其信息的傳輸是單方向的。

核電站的設備隔離工作分為兩個階段，一個是投產前的設備調試階段，包括邊界移交和臨時運行移交；另一個是投產后的設備日常維護和設備大修階段。目前國內的在運核電站多采用傳統的模擬式儀控系統，缺少對大量數字化儀控系統隔離方面的相關經驗，而針對設計階段的核電站數字化儀控系統隔離技術也仍處于起步研究階段，因此，能夠在工程實踐中應用的案例幾乎沒有。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題在于，針對現有技術中核電站尚無數字化分布式控制系統隔離方案的缺陷，提供一種核電站數字化分布式控制系統及其隔離方法，可滿足核電站控制系統數字化進程的需求。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種核電站數字化分布式控制系統的隔離方法，包括：采用獨立的安全級交流電源母線對安全級子系統內的各個設備進行供電，保持安全級子系統內各個設備的電源相互獨立；采用獨立的安全級交流電源母線對非安全級子系統進行供電，并在所述安全級交流電源母線與所述非安全級子系統之間設置電氣隔離裝置，保持安全級交流電源母線與非安全級子系統之間相互獨立。

其中，所述方法還包括：對數字化分布式控制系統內的設備進行實體分隔，使發生假設始發事件或故障而引起不良后果時，未受所述假設始發事件或故障影響的其余設備仍能完成安全功能。

其中，所述方法還包括：利用電氣隔離裝置對安全級子系統內的設備間、以及安全級子系統與非安全級子系統之間進行電氣隔離，以消除設備之間以及設備的冗余部分之間有害的相互作用，使所述設備或其冗余部分的任一端出現可信的故障時，另一端所連接的設備仍能正常工作。

其中，所述方法還包括：將反應堆保護系統內各個設備之間的通訊控制和安全功能控制進行分離，使反應堆保護系統內任一設備的故障不影響與其通信的設備的安全功能的執行；并將反應堆保護系統與非安全級子系統之間的通訊控制和安全功能控制進行分離，使非安全級子系統的故障不影響反應堆保護系統的安全功能的執行。

其中，所述對數字化分布式控制系統內的設備進行實體分隔的步驟包括：

將信號預處理系統和反應堆保護系統的四個冗余通道分別布置在不同防火分區的不同房間內；

在安全級子系統和非安全級子系統之間設置距離和/或屏障；

提高非安全級子系統中非安全級設備的抗震級別。

其中，所述對數字化分布式控制系統內的設備進行實體分隔的步驟還包括：

對機柜或控制盤內部的布線進行實體分隔；

所述對機柜或控制盤內部的布線進行實體分隔的步驟包括：

將交流電路和直流電路隔離；

通過單獨走線的方式將測量信號線纜與動力或控制線纜隔離；

將安全級回路和非安全級回路以及冗余安全級回路的接線通過內部配線連接至彼此實體分隔的端子排；

在不能確保最小分隔距離的不同序列或不同安全級線纜之間，利用金屬屏蔽的方式對所述不同序列或不同安全級線纜進行實體分隔；

將非安全級電線與安全級電線單獨綁扎。

其中，所述金屬屏蔽方式包括設置單獨的金屬保護套管或帶蓋的密閉托盤。

其中，所述利用電氣隔離裝置對安全級子系統內的設備間進行電氣隔離的步驟包括：