核电站gss系统抽汽逆止阀逻辑控制方法

文档序号:804752 发布日期:2021-03-26 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 核电站gss系统抽汽逆止阀逻辑控制方法 (Logical control method for steam extraction check valve of GSS (gas insulated switchgear) system of nuclear power station ) 是由 刘立华 于 2020-11-19 设计创作,主要内容包括:本发明涉及核电厂蒸汽系统技术领域,公开了一种核电站GSS系统抽汽逆止阀逻辑控制方法,其方法包括:当满足单控条件时,触发抽汽逆止阀执行关闭操作;单控条件包括:所述抽汽逆止阀处于非全关状态,且汽水分离再热器系统的组合状态信号为1;或,试验按钮信号取反后为1,且至少一个疏水器液位高信号为1;或,至少一个甩负荷信号,或者试验按钮信号为1。本发明分别设置了单控条件和双控条件,在单控条件和双控条件中,均设置了若干个信号判断子条件,通过单控条件和双控条件的数字化判断,确定抽汽逆止阀是否执行关闭,实现了抽汽逆止阀控制的数字化改造,有效降低了控制站共模失效风险。(The invention relates to the technical field of steam systems of nuclear power plants, and discloses a logical control method for a steam extraction check valve of a GSS (gas recovery system) system of a nuclear power plant, which comprises the following steps: when the single control condition is met, triggering the steam extraction check valve to execute closing operation; the single control condition comprises the following steps: the steam extraction check valve is in a non-fully-closed state, and a combined state signal of the steam-water separation reheater system is 1; or, the signal of the test button is 1 after being negated, and the high signal of the liquid level of at least one steam trap is 1; or at least one load dump signal, or the test button signal is 1. The invention respectively sets a single control condition and a double control condition, sets a plurality of signal judgment sub-conditions in the single control condition and the double control condition, and determines whether the steam extraction check valve is closed or not through the digital judgment of the single control condition and the double control condition, thereby realizing the digital transformation of the control of the steam extraction check valve and effectively reducing the common mode failure risk of the control station.)

核电站GSS系统抽汽逆止阀逻辑控制方法

技术领域

本发明涉及核电厂蒸汽系统技术领域,尤其涉及一种核电站GSS系统抽汽逆止阀逻辑控制方法。

背景技术

汽水分离再热器系统(GSS)的抽汽逆止阀承担着重要的保护功能,在汽机跳闸和甩负荷等瞬态,需快速关闭。

以某参考电厂常规岛为例,抽汽逆止阀为倾斜式圆盘阀。当管道没有流量时,倾斜阀座在重力作用下使阀门关闭。在管道全流量状态下,由电磁阀(EL)控制的气动机构可强制关闭阀门。当电磁阀失磁,压缩空气进入气动头,压紧弹簧加载气动机构使阀门在流量作用下打开。当电磁阀励磁时,气动头内的供气被快速排出,弹簧加载活塞驱动阀瓣使阀门关闭。抽汽逆止阀的控制,依赖于控制站内的继电器逻辑控制柜,存在较高的控制站共模失效风险。

发明内容

基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种核电站GSS系统抽汽逆止阀逻辑控制方法,以降低控制站共模失效风险。

一种核电站GSS系统抽汽逆止阀逻辑控制方法,包括:

当满足单控条件时,触发抽汽逆止阀执行关闭操作;

所述单控条件包括:

所述抽汽逆止阀处于非全关状态,且汽水分离再热器系统的组合状态信号为1;或,

试验按钮信号取反后为1,且至少一个疏水器液位高信号为1;或,

至少一个甩负荷信号,或者试验按钮信号为1。

一种核电站GSS系统抽汽逆止阀逻辑控制方法,包括:

当满足双控条件时,触发抽汽逆止阀执行关闭操作;

所述双控条件包括:

控制站A输出的信号D01为1,或,

控制站B输出的信号D02为1。

上述核电站GSS系统抽汽逆止阀逻辑控制方法,分别设置了单控条件和双控条件,在单控条件和双控条件中,均设置了若干个信号判断子条件,通过单控条件和双控条件的数字化判断,确定抽汽逆止阀是否执行关闭,实现了抽汽逆止阀控制的数字化改造,有效降低了控制站共模失效风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中核电站GSS系统抽汽逆止阀单控制站逻辑控制的示意图;

图2是本发明一实施例中核电站GSS系统抽汽逆止阀单控制站IO接口示意图;

图3是本发明一实施例中核电站GSS系统抽汽逆止阀双控制站逻辑控制的示意图;

图4是本发明一实施例中核电站GSS系统抽汽逆止阀双控制站IO接口示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1所示,图1为本实施例核电站GSS系统抽汽逆止阀单控制站逻辑控制的示意图。本实施例提供的核电站GSS系统抽汽逆止阀逻辑控制方法,包括:

当满足单控条件时,触发抽汽逆止阀执行关闭操作;

所述单控条件包括:

所述抽汽逆止阀处于非全关状态,且汽水分离再热器系统的组合状态信号为1;或,

试验按钮信号取反后为1,且至少一个疏水器液位高信号为1;或,

至少一个甩负荷信号,或者试验按钮信号为1。

本实施例中,核电站GSS系统通过单控制站控制抽汽逆止阀,实现了抽汽逆止阀控制的数字化改造。本实施例提供的核电站GSS系统抽汽逆止阀逻辑控制方法,由单个DCS(数字化仪控系统)控制站实现信号采集、逻辑运算和驱动输出。

其中,控制站设置了若干逻辑处理单元,用于处理从核电站GSS系统采集到的状态信号。其中,状态信号包括抽汽隔离信号(用于反映抽汽逆止阀是否处于非全关状态,若抽汽逆止阀不处于非全关状态,信号为0,若抽汽逆止阀处于非全关状态,信号为1)、汽机跳闸信号A(表示A列的汽机跳闸信号,下同)、汽机跳闸信号B、疏水器液位高高信号A(该信号表示,在A列,若疏水器液位处于高高,则信号为1,若疏水器液位不处于高高,则信号为0,“高高”为疏水器的液位等级,在一示例中,疏水器的液位等级可以分为高高、高、中、低和低低,下同)、疏水器液位高高信号B、抽气再热控制信号(用于监测抽气再热状态的信号)、甩负荷信号A(汽水分离再热器系统A列的一种状态,下同)、甩负荷信号B、试验按钮信号(试验按钮存在两种状态,处于非试验状态时,信号为0,处于试验状态时,信号为1)、疏水器液位高信号A、疏水器液位高信号B。

在此处,组合状态信号包括了上述汽机跳闸信号A、汽机跳闸信号B、疏水器液位高高信号A、疏水器液位高高信号B、抽气再热控制信号。

单控条件可以指触发抽汽逆止阀执行关闭操作的信号条件。具体的,单控条件包括了以下子条件:

子条件1:所述抽汽逆止阀处于非全关状态,且汽水分离再热器系统的组合状态信号为1;

子条件2:试验按钮信号取反后为1,且至少一个疏水器液位高信号为1;

子条件3:至少一个甩负荷信号,或者试验按钮信号为1。

上述任意一个子条件符合,即可触发抽汽逆止阀执行关闭操作。在此处,单控条件是单控制站输出信号为1时的状况。

本实施例设置了单控条件,在该单控条件中,又设置了若干个信号判断子条件,通过单控条件的数字化判断,确定抽汽逆止阀是否执行关闭,实现了抽汽逆止阀控制的数字化改造。

可选的,当满足组合状态信号判断条件时,所述汽水分离再热器系统的组合状态信号为1,所述组合状态信号判断条件包括:

至少一个汽机跳闸信号为1,或,

至少一个疏水器液位高高信号为1,或,

抽气再热控制信号为1。

本实施例中,至少一个汽机跳闸信号为1,指的是,汽机跳闸信号A和/或汽机跳闸信号B为1。同样的,至少一个疏水器液位高高信号为1,指的是,疏水器液位高高信号A和/或疏水器液位高高信号B为1。参考图1可知,当上述五种信号任意一种为1时,即可满足组合状态信号为1。

可选的,所述当满足单控条件时,触发抽汽逆止阀执行关闭操作,包括:

当满足所述单控条件时,输出D0信号至低压电路上的隔离继电器上,通过所述隔离继电器控制高压电路上的磁控开关,使所述磁控开关处于通路状态,此时,通过所述高压电路上的气动机构关闭所述抽汽逆止阀。

可理解地,D0信号即为单控制站的输出信号。D0信号可为0或1。当满足单控条件,D0信号为1。当不满足单控条件,D0信号为0。

如图2所示,图2是本发明一实施例中核电站GSS系统抽汽逆止阀单控制站IO接口示意图。在满足单控条件时,信号值为1的D0信号传送至低压电路上的隔离继电器上,通过隔离继电器控制高压电路上的磁控开关,使磁控开关处于通路状态。此时,通过高压电路上的气动机构关闭抽汽逆止阀。也即是,隔离继电器处于通路时,磁控开关也处于闭合状态,此时高压回路处于连通状态,高压电路上的气动机构开始工作,其气动头内的供气被快速排出,弹簧加载活塞驱动阀瓣使抽汽逆止阀关闭。而当隔离继电器处于断路时,磁控开关也处于断开状态,此时高压回路处于断开状态,此时压缩空气进入气动头,压紧弹簧加载气动机构使抽汽逆止阀在流量作用下打开。

可选的,所述低压电路的电流为直流,电压为48V。

可理解地,低压电路可采用直流电源供电。在一示例中,直流电源的电源为48V。

可选的,所述高压电路的电流为直流,电压为125V。

可理解地,高压电路可采用直流电源供电。在一示例中,直流电源的电源为125V。

抽汽逆止阀控制逻辑包括:关保护逻辑信号(汽机跳闸、甩负荷及疏水罐液位等)、抽汽再热控制信号和阀门关闭试验信号。下面针对GSS109VV的关保护逻辑(即不考虑阀门关闭试验按钮和抽汽再热控制)进行可靠性分析。

假设:p1、q1为开关量信号(液位开关和阀位开关)异常导致的拒动和误动概率;p2、q2分别为汽机跳闸、甩负荷信号异常导致的拒动和误动概率;p3、q3分别为DCS控制站冗余处理器异常(如:冗余处理器同时出现故障、主/从处理器切换异常并导致DCS站无法正常运行等导致控制输出错误等异常现象),或输出卡DO故障,或隔离继电器XR异常等导致的拒动和误动概率;p4、q4分别为电磁阀及供电异常造成的拒动和误动概率。

如图3所示,图3为本实施例核电站GSS系统抽汽逆止阀双控制站逻辑控制的示意图。本发明实施例还提供了一种核电站GSS系统抽汽逆止阀逻辑控制方法,包括:

当满足双控条件时,触发抽汽逆止阀执行关闭操作;

所述双控条件包括:

控制站A输出的信号D01为1,或,

控制站B输出的信号D02为1。

可理解的,核电站GSS系统通过双控制站控制抽汽逆止阀,实现了抽汽逆止阀控制的数字化改造。本实施例提供的核电站GSS系统抽汽逆止阀逻辑控制方法,由两个DCS(数字化仪控系统)控制站实现信号采集、逻辑运算和驱动输出。这两个DCS控制站分别为控制站A和控制站B。

其中,控制站A设置了若干逻辑处理单元,用于处理从核电站GSS系统A列采集到的状态信号。逻辑处理单元用于将多路状态信号处理为单一的输出信号。其中,A列的状态信号包括抽汽隔离信号(用于反映抽汽逆止阀是否处于非全关状态,若抽汽逆止阀不处于非全关状态,信号为0,若抽汽逆止阀处于非全关状态,信号为1)、汽机跳闸信号A(表示A列的汽机跳闸信号,下同)、疏水器液位高高信号A(该信号表示,在A列,若疏水器液位处于高高,则信号为1,若疏水器液位不处于高高,则信号为0,“高高”为疏水器的液位等级,在一示例中,疏水器的液位等级可以分为高高、高、中、低和低低,下同)、抽气再热控制信号(用于监测抽气再热状态的信号)、甩负荷信号A(汽水分离再热器系统A列的一种状态,下同)、试验按钮信号(试验按钮存在两种状态,处于非试验状态时,信号为0,处于试验状态时,信号为1)、疏水器液位高信号A。

控制站B设置了若干逻辑处理单元,用于处理从核电站GSS系统B列采集到的状态信号。逻辑处理单元用于将多路状态信号处理为单一的输出信号。其中,B列的状态信号包括抽汽隔离信号(用于反映抽汽逆止阀是否处于非全关状态,若抽汽逆止阀不处于非全关状态,信号为0,若抽汽逆止阀处于非全关状态,信号为1)、汽机跳闸信号B、疏水器液位高高信号B、甩负荷信号B、疏水器液位高信号B。

双控条件可以指触发抽汽逆止阀执行关闭操作的信号条件。具体的,双控条件包括了以下子条件:

子条件1:控制站A输出的信号D01为1,

子条件2:控制站B输出的信号D02为1。

上述任意一个子条件符合,即可触发抽汽逆止阀执行关闭操作。在此处,双控条件是控制站A和/或控制站B输出信号为1时的状况。

本实施例设置了双控条件,在该双控条件中,又设置了若干个信号判断子条件,通过双控条件的数字化判断,确定抽汽逆止阀是否执行关闭,实现了抽汽逆止阀控制的数字化改造。

可选的,所述双控条件包括第一双控子条件;

当满足所述第一双控子条件,所述控制站A输出的信号D01为1,所述第一双控子条件包括:

所述抽汽逆止阀处于非全关状态,且汽水分离再热器系统的组合A状态信号为1;或,

甩负荷信号A为1,或,

试验按钮信号为1,或,

试验按钮信号取反后为1,且疏水器液位高信号A为1。

可理解地,第一双控子条件可以指核电站GSS系统A列状态信号的判断条件。第一双控子条件包括四个子条件,分别为:

1、所述抽汽逆止阀处于非全关状态,且汽水分离再热器系统的组合A状态信号为1;

2、甩负荷信号A为1,

3、试验按钮信号为1,

4、试验按钮信号取反后为1,且疏水器液位高信号A为1。

当上述任意一个子条件满足时,第一双控子条件即可成立。其中,抽汽逆止阀处于非全关状态时,对应的抽汽隔离信号为0。汽水分离再热器系统的组合A状态信号可以指用于处理汽机跳闸信号A、疏水器液位高高信号A和抽汽再热控制信号的逻辑处理单元输出的结果信号。

可选的,当满足组合A状态信号判断条件时,所述汽水分离再热器系统的组合A状态信号为1,所述组合A状态信号判断条件包括:

汽机跳闸信号为1,或,

疏水器液位高高信号为1,或,

抽汽再热控制信号为1。

可理解地,组合A状态信号判断条件包括三个子条件,分别为:

1、汽机跳闸信号为1,

2、疏水器液位高高信号为1,

3、抽汽再热控制信号为1。

上述任意一个子条件满足时,组合A状态信号判断条件则成立。组合A状态信号判断条件成立时,其输出的信号为1;组合A状态信号判断条件不成立时,其输出的信号为0。

可选的,所述双控条件包括第二双控子条件;

当满足第二双控子条件,所述控制站B输出的信号D02为1,所述第二双控子条件包括:

所述抽汽逆止阀处于非全关状态,且汽水分离再热器系统的组合B状态信号为1;或,

甩负荷信号B为1,或,

疏水器液位高信号B为1。

可理解地,第二双控子条件可以指核电站GSS系统B列状态信号的判断条件。第二双控子条件包括三个子条件,分别为:

1、抽汽逆止阀处于非全关状态,且汽水分离再热器系统的组合B状态信号为1;

2、甩负荷信号B为1,

3、疏水器液位高信号B为1。

当上述任意一个子条件满足时,第二双控子条件即可成立。其中,抽汽逆止阀处于非全关状态时,对应的抽汽隔离信号为0。汽水分离再热器系统的组合B状态信号可以指用于处理汽机跳闸信号和疏水器液位高高信号的逻辑处理单元输出的结果信号。

可选的,当满足组合B状态信号判断条件时,所述汽水分离再热器系统的组合B状态信号为1,所述组合B状态信号判断条件包括:

汽机跳闸信号为1,或,

疏水器液位高高信号为1。

可理解地,组合B状态信号判断条件包括连个个子条件,分别为:

1、汽机跳闸信号为1,

2、疏水器液位高高信号为1。

上述任意一个子条件满足时,组合B状态信号判断条件则成立。组合B状态信号判断条件成立时,其输出的信号为1;组合B状态信号判断条件不成立时,其输出的信号为0。

可选的,所述当满足双控条件时,触发抽汽逆止阀执行关闭操作,包括:

当满足所述双控条件时,所述信号D01和/或所述信号D02输出至低压电路上的隔离继电器上,通过所述隔离继电器控制高压电路上的磁控开关,使所述磁控开关处于通路状态,此时,通过所述高压电路上的气动机构关闭所述抽汽逆止阀。

可理解地,D0信号即为单控制站的输出信号。D0信号可为0或1。当满足单控条件,D0信号为1。当不满足单控条件,D0信号为0。

如图4所示,图4是本发明一实施例中核电站GSS系统抽汽逆止阀双控制站IO接口示意图。在满足双控条件时,信号值为1的信号D01和/或信号D02传送至低压电路上的隔离继电器上,通过隔离继电器控制高压电路上的磁控开关,使磁控开关处于通路状态。此时,通过高压电路上的气动机构关闭抽汽逆止阀。也即是,隔离继电器处于通路时,磁控开关也处于闭合状态,此时高压回路处于连通状态,高压电路上的气动机构开始工作,其气动头内的供气被快速排出,弹簧加载活塞驱动阀瓣使抽汽逆止阀关闭。而当隔离继电器处于断路时,磁控开关也处于断开状态,此时高压回路处于断开状态,此时压缩空气进入气动头,压紧弹簧加载气动机构使抽汽逆止阀在流量作用下打开。

可选的,所述低压电路的电流为直流,电压为48V。

可理解地,低压电路可采用直流电源供电。在一示例中,直流电源的电源为48V。

可选的,所述高压电路的电流为直流,电压为125V。

可理解地,高压电路可采用直流电源供电。在一示例中,直流电源的电源为125V。

对上述两种逻辑控制方法进行可靠性分析。具体的,抽汽逆止阀控制逻辑包括:关保护逻辑信号(汽机跳闸、甩负荷及疏水罐液位等)、抽汽再热控制信号和阀门关闭试验信号。下面针对抽汽逆止阀的关保护逻辑(即不考虑阀门关闭试验按钮和抽汽再热控制)进行可靠性分析。

假设:p1、q1为开关量信号(液位开关和阀位开关)异常导致的拒动和误动概率;p2、q2分别为汽机跳闸、甩负荷信号异常导致的拒动和误动概率;p3、q3分别为DCS控制站冗余处理器异常(如:冗余处理器同时出现故障、主/从处理器切换异常并导致DCS站无法正常运行等导致控制输出错误等异常现象),或输出卡DO(用于输出D0或D01、D02信号)故障,或隔离继电器XR异常等导致的拒动和误动概率;p4、q4分别为电磁阀及供电异常造成的拒动和误动概率。

对于单控制站而言,当液位高高或汽机跳闸或甩负荷的A、B列信号出现同时失效时,保护通道拒动,拒动概率为p1 2+2p2 2;当液位高高或汽机跳闸信号正常出现时(假设出现概率为ζ),如此时抽汽隔离阀阀位异常(发出全关信号),将导致保护通道拒动,概率为ζ*p1;当DCS控制站出现故障停运或输出卡故障或隔离继电器故障等,导致保护失效拒动,拒动概率为p3;阀门控制电磁阀回路故障导致阀门无法关闭,保护拒动概率为p4

因而,单控制站的拒动概率可为:p1 2+2p2 2+ζ*p1+p3+p4

当液位高高或汽机跳闸或甩负荷的A或B列任一信号误触发,将导致保护通道误动作,误动概率为2q1+4q2;当DCS控制站出现运行故障或输出卡故障或隔离继电器异常,导致误输出“1”信号,使阀门误关闭,保护误动作概率为q3;阀门控制电磁阀回路故障,导致阀门误关闭,保护误动概率为q4

因而,单控制站的误动作概率可为:2q1+4q2+q3+q4

对于双控制站而言,2个控制站分别为A、B保护通道,A、B列分别采集进对应控制站进行组态以实现保护功能。当A、B通道对应的2个控制站同时出现异常时,保护拒动;当A、B通道对应的任一控制站出现异常,误发出阀门关闭信号,将导致保护误动。

当2个控制站的液位高高或汽机跳闸或甩负荷信号都失效时,保护通道拒动,双控制站拒动概率为p1 2+2p2 2;当液位高高或汽机跳闸信号正常出现(假设出现概率为ζ)时,如抽汽隔离阀阀位信号异常,将导致保护通道拒动,双控制站拒动概率为(ζ*p1)2;其中1个控制站的液位高高或汽机跳闸或甩负荷信号失效,叠加另1个控制站的DCS控制站故障停运或输出卡故障不能正常输出“1”信号或隔离继电器故障接点无法闭合,导致阀门不能正常保护关闭,双控制站拒动概率为2*(p1+2p2)*p3;当2个DCS控制站出现故障停运或输出卡故障不能正常输出“1”信号或隔离继电器故障接点无法闭合,导致阀门不能正常保护关闭,双控制站拒动概率为p3 2;阀门电磁阀回路故障导致阀门无法关闭,保护拒动概率为p4

因而,双控制站的拒动概率可为:p1 2+2p2 2+(ζ*p1)2+2(p1+2p2)*p3+p3 2+p4

当任一控制站的液位高高或汽机跳闸或甩负荷信号误触发,将导致保护通道误动作,双控制站误动概率为2(q1+2q2);任一DCS控制站出现运行故障或输出卡故障或隔离继电器异常,导致误输出“1”信号,使阀门误关闭,双控制站保护误动作概率为2q3;阀门电磁阀回路故障,导致阀门误关闭,保护误动概率为q4

因而,双控制站误动作概率可为:2q1+4q2+2q3+q4

通过以上分析,单、双控制站2个方案的可靠性对比,见表1所示。

表1单、双控制站可靠性对比一览表

根据表1所示,相对于单控制站方案,双控制站因采用2个控制站、2个DO输出和2个隔离继电器,降低了保护拒动风险。

在误动概率方面,双控制站方案因采用2个控制站、2个DO输出和2个隔离继电器而导致误动概率略有增加。但考虑到DCS控制站异常误发“1”信号、DO输出由“0”异常变为“1”、隔离继电器接点误闭合等的概率极低,可忽略。

应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。

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