Система защиты ядерного реактора Советский патент 1987 года по МПК G21C7/36 G21C17/02 

Изобретение относится к технике ядерных реакторов и предназначено дл приведения в действие систем безопасности АЭС, преимущественно систем останова ядерного реактора.

Цель изобретения - повышение надежности и откзоустойчивости путем более эффективного использования ре- сурсов системы.

На чертеже изображена структурная схема системы защиты ядерного реактора.

Каждый канал I системы защиты содержит модуль 2 детектирования и первичного преобразования сигнала и расчетный модуль 3 и подключен к. схме 4 пороговой логики (эта схема обычно резервируется, что отмечено пунктиром), которая в данном случае представляет собой мажоритарную схем 2 из 3-х. Каждый канал содержит также модуль 5 пороговой обработки многозначных сигналов, который по входу связан с модулями 2 детектирования и первичного преобразования сигнала всех каналов 1, а по выходу - только с входом расчетного модуля канала, в который он включен. Модуль 2 детектирования состоит из последовательно соединенных блока детектирования, блока усиления и блока функционально обработки. Расчетный модуль 3 содержит модуль, вырабатывающий бинарный сигнал аварийной защиты по заданному функционалу от входных параметров, например по вычисляемому запасу до кризиса теплообмена, по реактивности и т.п.

Модуль 5 пороговой обработки мно- розначных сигналов .в простейщем случае может представлять собой блок поразрядной пороговой обработки цифро- вых сигналов (в частности блок поразрядной мажоритарной обработки 2 из 3-х). Однако вследствие неполной идентичности реальных каналов системы защиты такой модуль неустойчив к входным помехам. Для повьш ения помехоустойчивости модуль 5 может быть выполнен из последовательно соединенных блока преобразования сигнала в помехоустойчивый циклический код (например, код Грея или Джонсона) и блока поразрядной пороговой обработки циклического кода (в данном примере обработки по принципу 2 из 3-х). Каждьш отдельньш разряд циклического кода двузначен, поэтому вто

16842

рой блок по сути представляет собой набор обычных мажоритарных элементов.

Сущность изобретения состоит в . том, что принцип отбора сигналов по результатам сравнения (голосования), применяемый в системах защиты для двухзначных выходных сигналов, распространяется без нарушения неза10 висимости каналов на многозначные промежуточные сигналы каналов. При этом используется однозначное соответствие двузначной и многозначной логики.

15 Система работает следующим образом.

Модули 2 детектирования каждого из каналов 1 системы защиты выдают цифровые сигналы контролируемых сис20 темой параметров реактора, например цифровые сигналы плотности нейтронного потока реактора. Блоки преобразования сигнала в циклический код модулей 5 каждого из каналов 1 преоб25 разуют обычньй двбичный или двоично- десятичный код в циклический, а блоки поразрядной пороговой обработки тех же модулей 5 сравнивают каждый разряд циклического кода, исполь30 зуя в данном случае принцип голосования 2 из 3-х. На выходе пороговых модулей 5 пороговой обработки многозначных сигналов каждого канала формируется закодированный сигнал, со

ответствующии второму по величине

значению контролируемого параметра из 3-х значений, представляемых каналами системы, т.е. тому значению параметра, по которому срабатывает

схема 4 пороговой логики системы, когда это значение становится недопустимым. Далее сигнал обрабатьшает- ся в расчетных модулях 3 каналов точно таким же образом, как и в обычной системе. Поскольку этот сигнал получен по логике 2 из 3-х, то он не изменяется при отказе или ложном срабатывании одного из модулей детектирования точно так же, как не изме

няется выходной сигнал традиционной ч системы защиты. Однако преимущество - рассматриваемой системы состоит в том,что она выполняет свою функцию , и при отказе двух каналов, если в одном канале отказал модуль 2 детектирования, а во втором - расчетный модуль 3. Система из 4-х каналов с ло - гикой 2 из 4-х работоспособна и при отказе всех каналов, если в двух каналах отказали модули 2 детектирования, а в двух других - расчетные модули 3. При этом независимость каналов системы в смысле нераспространния отказов не ухудшается,если применить известные для этой цели решения гальваническую развязку, физическое разделение и т.п.

Максимальный теоретический выигрыш В в надежности, обеспечиваемый системой, при единичном времени вос2 и 3

.N-K

становления модулей

К-р „ N-K.

т,

2КС ;;()

-

N

к

где С„ - число сочетаний из N по К;

интенсивность отказов системы защиты;

число каналов в системе-; число каналов, по которым принимаются решения в системе 2 из 3-х.

Этот выигрыш реализуется при одинаковой интенсивности отказов модулей 2 и 3 и идеальной надежности модулей 5 пороговой обработки многозначных сигналов. Для 4-канальной системы можно получить 4-кратный выигрьш в надежности, для 6-ти канальной - 16- кратньш. Реально получить выигрыш, близкий к теоретически возможному, позволяет реализация порогового и расчетного модулей в одном программируемом устройстве.

Таким образом, использование изобретения существенно повьшает надежность и отказоустойчивость системы защиты ядерного реактора и позволяет в некоторых случаях использовать это преимущество для сокращения числа ка

-

налов системы защиты без ущерба для безопасности. Дополнительное увеличение надежности в предлагаемой системе может быть получено за счет сокращения времени восстановления каналов, так как в ней упрощается диагностика отказавших модулей.

Формула изобретения 1. Система защиты ядерного реак20

25

тора, содержащая по меньшей мере три канала, подключенных к схеме пороговой логики и состоящих из модулей

детектирования и первичного преобразования сигнала и расчетного модуля, выход которого является выходом канала, отличающаяся тем, что, с целью повьщ1ения надежности и отказоустойчивости за счет более эффективного использования ресурсов системы, в каждьй канал системы введен модуль пороговой обработки многозначных сигналов, вход которого соединен с выходами модулей детектирования и первичного преобразования сигнала всех каналов, а выход - с входом расчетного модуля канала, причем логика модуля пороговой обработки многозначных сигналов совпадает с логикой схемы пороговой логики системы защиты.

2. Система по п. 1,отлича ю- щ а я с я тем, что модуль пороговой

35 обработки многозначных сигналов выполнен в виде последовательно соединенных блока преобразования сигнала в циклический код и блока поразрядной пороговой обработки циклического кода.

30

40

Изобретение относится к технике защиты ядерньрс реакторов, преимущественно к системам останова ядерного реактора. Цель изобретения - повышение надежности и отказоустойчивости за счет более эффективного использования ресурсов системы. Система защиты ядерного реактора содержит по меньшей мере три канала, подключенных к схеме пороговой логики. Каждый канал содержит блок детектирования и первичного преобразования сигнала и расчетный модуль. Введение в каждый канал системы модуля пороговой обработки многозначных сигналов, вход которого соединен с выходами модулей детектирования всех каналов, а выход - со входом расчетного модуля канала, позволяет повысить надежность и отказоустойчивость системы защиты. Логика модуля пороговой обработки многозначных сигналов при этом совпадает с логикой схемы пороговой логики. Модуль пороговой обработки многозначных сигналов может быть вьшолнен в виде последовательно соединенных блока преобразования сигнала в циклический код и блока поразрядной пороговой обработки циклического кода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л оо 4 о: 00 4