核电站保护系统的多样性驱动系统设计与实现

发布时间：2017-09-19 01:41

  本文关键词：核电站保护系统的多样性驱动系统设计与实现

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【摘要】：计算机技术在核电站仪控系统的广泛应用极大的提高了系统的功能、性能和可用性,但也带来了众多风险。基于微处理器及配套软件的仪控系统,由于其高集成度和高复杂性,存在共因故障导致系统崩溃的可能性。本文基于FPGA技术对核电站多样性驱动系统进行设计,设备采用硬件逻辑门电路进行数据处理,运行不依赖于任何软件。当ATWS事故发生或反应堆保护系统由于共因故障丧失其控制功能时,构筑一条有效的纵深防御防线,对反应堆提供安全保护。论文的主要研究工作包括多样性驱动系统的系统设计、工程实现(操作员站除外)以及多样性设计验证三个部分。首先,在深入研究系统原理、需求以及法规标准要求的基础上,确定了系统的多样性策略,采用FPGA技术进行设备研发,根据确定的策略选择具体的实现方式,并结合工艺原理完成了系统架构、网络架构及各部分设备的功能设计。其次,根据系统设计结果,提出了现场控制站硬件选型和架构设计方案,通过自主研发的平台产品进行硬件环境搭建。同时确定逻辑设计方案和需要的软件工具,选取反应堆紧急停堆和汽轮机停机功能进行控制逻辑实现。最后,依据NUREG/CR-7007为每种多样性属性定义的条件和系统多样性评价方法进行详细的定性分析、定量计算,综合理论分析和数值运算两种方式的结果证明实现方案满足多样性设计要求。
【关键词】：共因故障 多样性 纵深防御 ATWS 现场可编程门阵列
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN791;TM623
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-7
• 主要符号对照表7-9
• 第1章 引言9-17
• 1.1 课题研究背景9-13
• 1.1.1 核电技术发展历程9
• 1.1.2 中国核电发展道路9-11
• 1.1.3 核电站仪控系统发展11-13
• 1.2 课题研究内容及现状13-15
• 1.3 论文结构15-17
• 第2章 多样性驱动系统原理17-27
• 第3章 系统设计27-43
• 3.1 多样性设计27-33
• 3.2 总体设计33-43
• 3.2.1 系统架构33-36
• 3.2.2 功能设计36-43
• 第4章 硬件设计43-57
• 4.1 设计方案43-45
• 4.2 多样性驱动机柜硬件实现45-57
• 4.2.1 主要设备组件45-51
• 4.2.2 机柜布置51-57
• 第5章 逻辑设计57-72
• 5.1 设计方案57-60
• 5.2 控制逻辑实现60-72
• 5.2.1 功能图设计60-61
• 5.2.2 应用组态61-72
• 第6章 多样性设计验证72-80
• 6.1 定性分析72-77
• 6.1.1 设计72-73
• 6.1.2 设备制造商73
• 6.1.3 逻辑处理设备73-74
• 6.1.4 功能74-75
• 6.1.5 生命周期75
• 6.1.6 逻辑75-76
• 6.1.7 信号76-77
• 6.2 定量计算77-80
• 第7章 总结与展望80-82
• 7.1 总结80
• 7.2 工作展望80-82
• 参考文献82-84
• 致谢84-86
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 阚睿;姜群兴;陈文浩;;核电站数字化仪控系统纵深防御和多样性研究[J];工业控制计算机;2014年01期

2 王春冰;平嘉临;段奇志;谢红云;谭珂;;多样性驱动系统功能验证探讨[J];核科学与工程;2012年S2期

3 周卫华;王巧燕;彭锦;田亚杰;江辉;孙伟;;各堆型DAS系统功能设计对比研究[J];核科学与工程;2012年S2期

4 徐良军;李卓佳;江国进;;EPR仪控总体方案多样性和纵深防御设计改进方案研究[J];核科学与工程;2012年S2期

5 杨烨;;核电多样性驱动系统硬件设计[J];自动化仪表;2012年02期

6 俞金波;;AP1000的多样性驱动系统(DAS)分析[J];黑龙江科技信息;2008年33期

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本文编号：878742