核电仪控设备的5G改造及应用研究

该文选取核电环境监测系统(KRS)进行5G改造研究。通过研制具有透传功能的5G终端,实现核电环境监测数据通过5G信号接入主控室NC级DCS系统,并就现场环境进行试验,对设备穿透能力、抗干扰能力、干扰度等进行实际测量。试验结果表明,该5G改造方案适用于采集类、透传类核电仪控设备改造,为现有仪控设备数字化改造提出了新的解决思路。

面向对象测试方法在核电站仪控服务器软件测试中的研究与应用

核电站仪控服务器软件是由面向对象程序语言实现的核电专用设备软件,具有面向对象软件独有的特性,如抽象、继承、封装、多态等,使其与面向过程语言实现的软件相比更加灵活、复杂、多变,增加了测试的复杂度,增加了测试的难度,使得传统的测试技术在核电站仪控服务器软件的测试中越来越困难,越来越难以保证测试的充分性、完整性。为此,结合核电站仪控系统服务器软件运算过程复杂的特点,提出了一种针对核电站仪控服务器软件的面向对象测试方法,探讨了面向对象测试技术在核电站仪控系统非安全级软件确认测试中的可行性,为核电软件测试人员提供了软件测试的新思路。

核电仪控知识产权标准化的研究与探讨

当前,知识产权标准化已成为不可逆的趋势,也是企业进行技术创新和市场竞争的新机遇。将技术标准与知识产权进行有效融合已成为关键。通过梳理技术标准和知识产权关系、分析我国核电仪控技术标准与知识产权标准化现状,探究核电仪控技术标准与知识产权的融合机理和困境。结合国际、国家、行业、团体、企业技术标准实践情况,提出了核电仪控知识产权标准化的策略,以促进核电仪控企业技术专利化、专利标准化、标准许可化。该研究对我国核电仪控技术标准制修订和国内仪控企业的知识产权创新工作提供了一定的理论指导,能有效推动知识产权标准化的融合创新与发展。

核电厂ICT供应链安全风险研究

核电厂信息通信技术(ICT)供应链面临严峻的安全挑战。基于风险管理概念,以核电厂仪控系统供应链安全为例,建立风险分析模型。介绍了核电厂ICT供应链相关概念和安全要素。从供应链生命周期的角度,全面梳理了核电厂ICT供应链存在的脆弱性和面临的安全威胁,勾勒出核电厂ICT供应链安全风险全景,并就进一步加强核电厂ICT供应链安全建设提出对策和建议。该研究为正确认识和全面理解核电厂ICT供应链安全风险、提高供应链安全意识、系统做好核电厂ICT供应链安全风险管理工作奠定基础。

核电厂动力机器模型基础动力参数测试的优化

核电厂汽轮机厂房多位于坚硬的岩石地基上,模型基础动力参数测试共振频率达到100 Hz以上,土质地基上常用的测试方法由于其机械式激振器扰频上限低的缺陷,对核电厂岩石地基适用性很差。在激振器、垫层、激振器与模型基础的连接方式、测试方式等方面进行研究,优化、改进了测试设备和测试方法,开发了全自动常扰力测试控制系统,使之更适合核电厂岩石地基,测试结果更准确地代表岩石地基的动力特性。

核电仪控设备的辐射抗扰度试验

旨在分析核电站仪控设备在电磁干扰环境下的辐射抗扰度,确保设备在潜在辐射环境中保持高度的可靠性与稳定性。针对小电流仪器(如热电偶和压力传感器),建立了简化的干扰模型,并从理论上评估了线缆中可能产生的最大感应电动势。结果表明,无保护的小信号设备易受电磁干扰,产生的感应电流可能超过试验中设定的阈值。因此,建议实施保护策略(如去耦钳安装、增加线缆电感、使用屏蔽、接地线缆等),以降低感应电流和电动势的干扰。该研究结果为核电站仪控设备的设计和运行提供了重要的参考值,确保了设备在复杂电磁环境中的可靠性。

三代核电仪控设备的抗震试验方法研究

三代核电仪控设备的抗震性能对核电站的安全稳定运行至关重要,通过对三代核电仪控设备的抗震性能研究,明确抗震试验的前提条件、试验要求、试验步骤、阻尼比与验证过程,对各项试验技术进行了创新,全面优化了试验流程,提高了试验结果的科学性和实用性。在实验研究中,严格按照试验标准,采用精确的数据采集和分析方法,确保了试验数据的准确性和可靠性。

传导发射测量不确定度评定在核电仪表控制系统检测中的应用

随着核电技术的不断发展,核电仪表控制系统对电磁兼容性的要求也在不断提高。如果系统不具备足够的电磁兼容性,就会影响其安全、稳定运行。因此如何获得准确、可靠的电磁兼容测量结果就显得尤为重要,而测量结果的准确可靠与否与测量结果的不确定度密不可分。目前尚没有文章对传导发射测试不确定度分量的来源及分量计算方法进行详细的分析。本文通过对测量信号类型、设备测量原理和测试链路进行研究,给出了传导发射不确定度评定的数学模型和完整的计算方法,为核电仪表控制系统实验室在发射领域进行不确定度评定提供了参考。

核电厂调试阶段仪控系统隐患分析方法研究

仪控系统是核电厂的神经和大脑,对于核电厂的安全、高效运行起着至关重要的作用。仪控系统中容易潜藏一些未能在工厂测试期间发现的隐患。这些隐患在运行过程中可能导致核电厂设备的功能劣化甚至系统故障。核电厂仪控系统的调试过程是运行前的关键阶段,在调试过程中及时识别隐患对于保证仪控系统的正常运行具有重要意义。首先,从特定应用环境、特定应用方式、长期动态运行三个维度对隐患的激发原因进行了分析。对其中可能在调试阶段产生、暴露的隐患激发原因进行了筛选。然后,以核电厂仪控系统实际调试过程中发生的隐患为例,建立隐患与环境模型的映射关系模型,并验证模型在调试阶段的有效性。该研究有助于提高调试阶段核电厂仪控系统隐患的识别能力,具有重要的工程意义。

Rust语言在核电安全级仪控研发应用探讨

在核安全级(1E)仪控应用中,基于处理器的应用绝大部分使用C语言来实现。针对C语言存在弱内存管理、弱数据类型、易于出错的指针控制等天然语言缺陷,提出了更安全的Rust编程语言在核电仪控中应用可能性的探讨。首先分析了C语言固有特性的安全缺陷和Rust语言的安全优势,其次结合核电行业安全软件关键需求探讨了Rust语言的切实应用场景,并阐述了Rust语言应用于核电仪控面临着极大的挑战。最后,为推动核电仪控领域应用更安全的编程语言,提出了积极的展望。

核电厂仪控系统本体可靠性分析研究

核电厂仪控系统本体可靠性是影响核电厂安全、稳定运行的重要因素。研究了核电厂仪控系统设计过程中影响仪控系统本体可靠性的影响因素。提出了包含4个主要影响因子和13个子影响因子的人因失误模型。应用灰色关联分析方法对人因失误模型中各影响因子进行定量关联度计算,以识别影响因子的重要程度。对某实际核电机组仪控系统设计活动进行实例分析,成功地识别出了核电厂仪控系统设计过程中影响仪控系统本体可靠性的关键因素。该研究结果有助于更好地识别和管理潜在的人因失误风险,并提高系统的可靠性和安全性。

核电仪控系统平台器件级兼容性设计研究

针对国际电子元器件市场形势复杂多变的现状,结合核电行业面临的挑战与机遇,提出了核电仪控系统平台器件级兼容性设计研究。通过分析核电仪控系统平台兼容性设计需求及国产器件行业的总体情况,梳理出了中央控制器、通用微控制器、可编程逻辑器件三类主要器件,并对三类器件的国产供应商和系列产品情况进行了介绍。明确了现有国产器件的系列产品和性能可有力支撑核电仪控系统平台器件级兼容性设计研究。提出了依托行业联盟牵头建立核电仪控行业通用的国产器件验证评价体系和优选目录,并详细阐述了验证评价体系和优选目录建立的主要环节、要素和方法。该研究的成果可推动核电仪控系统平台器件级兼容性设计进程,促进我国核电仪控全行业的高质量快速发展。

基于简化模型马尔可夫法的核电厂仪控系统可靠性评估方法

核电厂数字化仪控系统作为核电厂“中枢神经”,其可靠性决定了核电厂是否能安全稳定运行。在使用马尔可夫法针对核电厂数字化仪控系统进行可靠性建模分析时,往往由于系统过于复杂、状态交互关系较多,出现组合爆炸的情况,使得模型难以构建。本文提出了一种应用于复杂系统的马尔可夫模型简化方法,通过对马尔可夫模型中的状态进行检测,筛选出具有相同转移率的状态后组成简化状态组,将简化状态组中的成员进行合并简化。进一步地,通过选取1oo2(1 out of 2)架构作为实施案例,对提出的简化方法进行验证,利用本研究提出的简化方法,将原有的1oo2架构8阶模型简化到6阶,有效降低了马尔可夫模型状态数量,提升建模及计算分析效率,一定程度上解决了组合爆炸问题。本研究提出的马尔可夫简化方法可应用于复杂系统建模分析,为核电厂数字化仪控系统可靠性评价提供参考。

核电仪控实时操作系统软件需求研究

实时操作系统作为核电厂数字化仪控系统的核心组成部分,在核电厂数字仪控系统中发挥重要作用。但我国核电厂应用的实时操作系统严重依赖进口。为打破国外技术壁垒、实现核电厂的实时操作系统完全自主化,对适用于核电厂的实时操作系统软件需求进行研究。深入学习了实时操作系统的经典书籍,研究了核电软件法规和实时操作系统相关标准,调查了实时操作系统在核电数字仪控系统中的应用需求,分析了在核电厂成熟应用的友商产品的软件需求。提出了适用于核电厂数字仪控系统的可靠性和安全性的实时操作系统软件需求,包含外部接口需求、功能需求、性能需求和软件系统属性等。该研究为后续实现独立自主的核电仪控实时操作系统软件的设计及研制奠定了基础。

基于STPA的核电厂仪控系统安全分析研究

为解决核电厂复杂仪控系统的安全性分析问题,通过引入基于系统理论的过程分析(STPA)方法,完成仪控系统的安全性分析。利用系统损失分析、系统风险分析、不安全的控制行为分析、致因场景分析四个分析过程,完成对现有核电厂仪控系统中控制保护耦合方案的安全性分析,以及保护系统设计过程的安全性分析。分析结果表明,STPA方法可有效从系统角度分析设计方案及设计流程中的不足,找出相关方案导致系统风险的致因场景和导致设计问题的根本原因。相关分析过程可进一步指导STPA方法在复杂仪控系统安全性分析中的应用。分析结果可用于指导复杂仪控系统的安全性设计。

核电厂安全级数字化仪控系统调试技术研究

我国核电站已广泛使用数字化仪控系统。由于数字化技术的特殊性,以及数字化仪控系统现场调试的经验反馈,对现场调试监督应予以重点关注。调研国内现场调试相关的法规标准和多个核电厂的仪控系统现场调试过程后,对国内各型号数字化仪控系统现场调试所采取的不同调试策略进行了对比分析。在此基础上,结合调试大纲,提出核电厂安全级数字化仪控系统现场调试各阶段的技术要求。现场调试如确实没有试验条件,在获得国家核安全局认可后,可以根据调试过程中的等效原则,在满足一系列前提条件的情况下使用工厂测试结果进行等效。基于核电厂安全级仪控系统的法规要求,分析仪控系统调试的策略和技术要求,创新性地提出了仪控系统调试的等效原则,为客观条件限制下的核电厂数字化仪控系统调试提供指导。

基于MBSE的核电厂仪控系统设计方法研究

核电厂仪控系统作为大型的复杂系统,其运行场景繁多、逻辑功能和接口关系复杂。以往基于文档的仪控系统设计存在诸多弊端,需通过大量的时间和人力来保证方案的整体性和完整性。通过对核电厂仪控系统设计现有业务流程的研究,结合基于模型的系统工程(MBSE)方法的特点,应用正向设计的逻辑,提出了一种基于MBSE的仪控系统设计方法。该方法描述了核电厂仪控系统的MBSE模型框架,将仪控系统模型分为两层模型架构,即仪控系统总体设计模型和仪控子系统设计模型。各层模型均按照MBSE方法的运行分析、系统分析、逻辑架构设计和物理架构设计的层级进行建模。两层模型之间相互关联。对各层级建模的主要分析和设计要点进行了研究,形成了完整的仪控系统设计模型建模方案。该方案能够指导核电厂仪控系统设计,实现从设计需求到设计实现的完整性。

核电厂仪控系统的网络可靠性评价方法研究

核电厂数字化仪控系统的网络可靠性,对仪控系统的安全性和可用性有重要意义。经过对核电厂仪控系统网络特性的研究,采用网络验证和网络测试的方法对网络连通可靠性和性能可靠性进行评价。首先,基于仪控系统网络架构的设计信息,通过网络验证对连通可靠性和性能可靠性的各项属性进行验证,并且模拟网络故障,以验证故障情况下连通可靠性和性能可靠性的各项属性。其次,基于仪控系统网络验证结果生成验证反例,将其作为输入,生成网络测试例,对连通可靠性和性能可靠性进行测试。基于这种网络可靠性验证和网络可靠性测试的方法,形成研究核电厂仪控系统网络可靠性评价的通用方法。该方法能够从网络架构设计和网络实现上对网络性能进行综合评估,适用于对不同结构和工作模式仪控网络的可靠性评价。

核电厂仪控系统可靠性要求与分析方法研究

随着核电厂仪控系统冗余度及分散度的持续增加,以及业主运维压力的攀升,需要考虑简化核电厂仪控系统。为了使简化后的核电厂仪控系统能够保障核电厂的安全性与可用性,需要研究其可靠性要求与分析方法。根据以往工程经验,归纳了核电厂仪控系统设计过程中可靠性分析的一般流程。根据系统故障对核电厂安全性与可用性的不同影响,分别对反应堆保护系统、多样性驱动系统及运行控制系统这三个仪控系统的重要组成部分进行研究。基于相关导则、标准及以往工程实践,分别总结了这三类系统的可靠性要求的类型及制定方法,并归纳了这三类系统的可靠性分析过程中需要考虑的因素。根据各类仪控系统的可靠性要求与分析方法,系统设计者可以在保障仪控系统可靠性的基础上对设计进行简化。

核电厂阀门限位开关鉴定试验方法研究

为了实现核电阀门限位开关的可靠鉴定,研究了一种针对核电厂阀门限位开关的鉴定试验方法。分析了基准试验、极限工况下试验、评价设备性能随时间变化的试验、抗震试验和严重事故试验阶段的鉴定实施方法。该方法包括不同阶段和不同工况下的试验要求,能够确保核电阀门限位开关在各种工况和时间变化下的稳定性和可靠性。该研究可为核电行业提供更安全可靠的设备,也为核电厂K1级相关仪控设备的鉴定试验提供指导和参考。同时,该研究对核电领域的安全运行和设备可靠性研究具有重要推进作用。