核电数字化保护系统概述.doc

核电数字化保护系统控制器研究 摘 要 目前，国际上核电仪控系统已经发展到第三代，新一代的核电仪控 系统采用数字化技术，提高了核电站运行的安全性和可靠性。我国正处 于核电事业的发展阶段，不仅需要新建数座百万千瓦级的核电站，还急 需将原有的部分老化的仪控系统更新换代。因此，发展我国自主设计的 核电仪控系统有着极其重要的意义。 控制模件是整个保护系统中十分重要的组成部分，控制模件首先完 成数据信号采集后的预处理和数值正确性的确认，然后，根据反应堆紧 急停堆系统和专设安全系统分别设定的限值产生是否到达限值的逻辑信 号，再分别进行必要的逻辑运算，最后产生反应堆紧急停堆系统断路器 和专设安全系统驱动装置的启动信号。 安全可靠的控制模件对于降低核电厂各种事故造成的经济损失，尤 其是重大的安全事故，起到非常重要的作用。所以说安全可靠的控制模 件是实现安全仪控系统功能的前提条件。 为了保证核级数字化设备达到足够的可靠性，除了设备本身（包括 相应的硬件和软件）的高可靠性外，还在很大程度上取决于系统的设计， 包括它的技术方案、体系结构等。 作为保护系统中设计较为复杂的组件，控制模件系统的设计不光要 考虑自身的运行情况，还要为 I/O 组件、通信组件等提供必要的接口和 通信协议。 本文在遵循核级仪控设备的设计准则的基础上，比较国外保护系统 控制模件的设计方案，采用当今计算机领域先进的技术，提出了一种基 于先进中央处理器的控制模件，通过可编程逻辑器件连接处理器和系统 部件的设计方案。 文章首先对核级控制模件系统的功能需求进行分析，提出了模块化 的设计方案，并对各模块进行了详细的功能说明。 其次，在基于模块设计的基础上，阐述了采用先进计算机技术的控 制模件系统硬件架构设计方案，并给出了完整的设计电路。 最后，对于控制模件中比较重要的任务调度设计了一种较为可行的 方法。 核电保护系统的控制模件系统设计在我国还处于一个空白阶段，希 望通过本论文中的控制模件的开发，为我国核电仪控系统的自主化设计 提供一些思路。 关键词：核电仪控，保护系统，控制模件，系统设计  The Research of Process Module for Digital Reactor Protection System ABSTRACT Nowadays, nuclear power plant (NPP) have been developed to the third-generation. The new technology use digital instrument and control (IC) system, which can improve the safety and reliability of nuclear power plant. Our country is in the period of developing nuclear power, nearly 40 million kilowatt-level nuclear power stations will be build in the next 20 years and most of aging IC system will be replaced in the resent years. So, it has great meanings to realize the nuclear power’s self-development. Control module is one of the most important parts of the protection system. It directly controls the reactor shutdown system. To make digital nuclear instrument have enough reliability, except for devices it self’s high reliability (including hardware and software), it also depends on the design of the system, includes system architecture and technology proposal. As one of the most complex module in protection system, when design a control module, a lot of matters should be take into consideration. Not only running sta