核电厂优选模块设计研究.doc

核电厂优选模块设计研究 刘滨刘明星梁建许标 中国核动力研究设计院 摘要： 优选模块是先进的核电厂安全级DCS平台的一个重要组成部分，该模块是优选 驱动系统的核心模块。主要功能是对来自不同系统的设备驱动信号进行优先级逻 辑运算处理，驱动专设安全设施及相关支持系统的泵、阀等设备，并将现场设备 的状态信号通过该模块的网络接口发送至专设安全设施驱动系统。确保核电站安 全运行，实现事故后保护的关键环节。为了提高该模块的可靠性及安全性，本设 计中应用CPLD技术，采用三重冗余容错架构对该模块进行硬件设计，通过可靠 性建模分析及功能验证，证明了该模块方案的可行性。 关键词： CPLD;优先级逻辑处理;核电站; 作者简介：刘滨（1988-），男，四川徳阳人，硕士，硬件工程师，主要从事核 电厂安全级DCS平台技术研究与应用。 收稿日期：2017-08-30 Study on Priority Logic Manage Module of Nuclear Power Plants Liu Bin Liu Mingxing Liang Jian Xu Biao Nuclear Power Institute of China; Abstract： Priori ty logic manage module is an important component of Nuclea/r Advanced Safety Platform of Instrument and Control (DCS) , which is the key of the Priority Actuate systcm. The main function is the priority logical processing of equipment actuating signals from different systems, and to drive equipment such as valves and pumps of Engineered Safety Features Actuation Cabinets and Engineered Safety Features Supporting system, as well as to send the state of field device by the network interface of the modul e to the ESFAS. The prior ity logic man age module is the key poi nt to ensure the safe operation of nuclear power plants, and to realize the post-accident protection. In order to improve the security and reliability of the module, the CPLD technology was applied in the design, and the triple redundant fauIt-tolerant architecture was adopted in hardware design, By the armlysis of the rel iabi 1 i ty model ing and function verification, the feasibility of the module scheme has been proved. Keyword： CPLD; priority logic manage; nuclear power plants; Received： 2017-08-30 0引言 先进的核电厂安全级DCS平台的专设安全系统具有对付设计基准事故的能力， 事故发生后，专设安全系统能将核电厂引导到稳定的安全状态，以控制和限制 能量释放后果，并保持对放射性危害的有效防御皿。目前，大多数厂商一般应 用硬逻辑电路实现控制指令的优先级处理，而CPLD具有集成度高、纯硬件结构、 功耗低、体积小、包含可编程单元与逻辑互联的数字器件，特别适合寄存器需求 较少的组合逻辑功能设计宜。故本设计屮利用CPLI）技术实现优选逻辑功能，并 采用三重冗余容错架构对硕件电路进行设计，特别在驱动输出部分，采用三重 表决冗余的继电器输出结构，有效地保证了模块的可靠性与安全性。 1总体方案 本文设计的优选模块位于安全级DCS平台的末端，主要接收来自专设安全设施 驱动系统、多样化驱动系统以及电厂标准自动化系统等不同的安全级控制指令， 通过内部的优先级逻辑处理，对专设安全设施及相关支