反应堆FPGA保护子系统开发与验证

验证与确认(V&V)方法是FPGA在核安全级仪控系统中应用所面临的关键问题之一。本研究以CPR1000核电机组一次冷却剂流量和ΔT保护系统为对象,进行基于FPGA的系统开发和V&V研究,提出了FPGA仪控系统的开发、V&V过程和方法。采用通用验证方法学(UVM)和第三方仿真工具确保硬件描述语言(HDL)代码获得100%的测试覆盖率,借助核电厂原理模拟机开展集成测试。研究结果为FPGA反应堆保护系统的开发、V&V和评审提供了理论和技术参考。

通用验证方法学在核安全级仪控平台的应用

核电数字化仪控系统需要高可靠性和安全性,对其进行充分的验证和测试至关重要。为促进FPGA技术在核电行业发展,需要能够被普遍认可的FPGA验证方法。然而现阶段的国际标准和研究报告(如IEC62566和NUREG/CR-7006)仅阐述了基于FPGA核安全级仪控系统的生命周期,并未涵盖具体的FPGA验证方法。因此,本文将介绍通用验证方法学(UVM)在核安全级仪控平台(NASPIC)FPGA软件自动化测试方面的应用,为同行提供一个技术参考。本文首先介绍UVM的架构,叙述基于UVM的FPGA验证平台搭建流程;其次,本文描述了NASPIC平台高速串口收发器(transceiver)的测试流程;最后,通过对比UVM与传统FPGA验证方法,说明UVM的优缺点。

三模冗余技术提高核电仪控系统可靠性研究

核安全级数字化控制系统(DCS)是核电厂的核心控制系统,对保障核电的安全运行起着至关重要的作用.随着控制系统向数字化方向发展,现场可编程门阵列(FPGA)技术在安全级DCS系统中得到了广泛使用.针对FPGA在核电仪控系统领域面临的可靠性问题,本文提出一种适用于FPGA利用三模冗余(TMR)技术提高核电仪控系统可靠性的方法,详细分析了三模冗余技术应用的优缺点,提出改进方案,并解析了FPGA芯片实现三模冗余的方法,针对基于FPGA利用三模冗余技术进行工程设计过程中存在的资源问题提出解决方案.

共焦回旋行波管注波互作用研究

共焦回旋行波管是一种采用新型高频结构的回旋器件,它能够工作在相对较高的工作模式,共焦波导通过衍射损耗抑制低阶模式,实现其模式选择特性。与此同时,由于共焦波导场分布的特点,采用共焦波导作为高频结构的回旋行波管的效率会有所降低。本文旨在研究共焦回旋行波管的注波互作用特点,针对共焦波导场分布的特性,在理论上采用特殊的电子注以提高其互作用效率。

反应堆保护系统专设冗余方案的研究及维护

专设安全驱动系统是核电厂安全级仪控系统重要组成之一,承担着重要的专设安全设备驱动功能。为了提高反应堆在维护期间的安全性,提出了具有2个冗余子组结构的专设冗余方案。通过对其结构分析,表明了专设冗余系统的的特点,维护方便,不影响安全功能。

环形窄缝中三叶型节流件阻力特性试验与数值研究

本文对环形窄缝中三叶型节流元件的阻力特性进行了试验研究,获得环缝中不同开口角度θ的三叶型节流件的阻力系数。同时,利用ICEM对带有不同开口角度θ的三叶型节流件环形窄缝进行三维立体建模并进行结构化网格划分。选用重整化k-ε湍流模型,利用Fluent软件进行三维流场模拟。结果表明:试验得到三叶型节流件的阻力系数随着开口角度增大而减小,且近似于指数函数变化;试验得到的不同开口角度θ的三叶型节流件阻力系数与数值模拟结果吻合较好,相对误差在8%以内。