УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ АТОМНОГО РЕАКТОРА Советский патент 1995 года по МПК G21C7/36 

Изобретение относится к атомной технике, в частности, к устройствам аварийной защиты (АЗ), и может быть использовано для защиты атомного реактора при аварийных ситуациях.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей устройства АЗ и повышение надежности работы за счет выявления скрытых отказов.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство аварийной защиты атомного реактора, содержащее первый и второй блоки логической обработки, N блоков формирования сигналов аварийной защиты, выходы которых подключены к объединенным входам первого и второго блоков логической обработки, где N число каналов аварийной защиты, и генератор импульсов, введены распределитель, первый и второй выходы которого подключены к дополнительному входу первого блока логической обработки и дополнительному входу второго блока логической обработки соответственно, последовательно соединенные первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого блока логической обработки, первый элемент НЕ и второй элемент И, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные третий элемент И, первый вход которого соединен с выходом второго блока логической обработки, второй элемент НЕ и четвертый элемент И, выход которого подключен к входу "Блокировка" распределителя, управляющий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход является выходом сигнала "Неисправность", третий элемент НЕ, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И, а вход соединен с выходом первого элемента НЕ и вторым входом четвертого элемента И, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И, четвертый элемент НЕ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, а вход соединен с первым входом четвертого элемента И и вторым входом второго элемента И.

Распределитель импульсов содержит последовательно соединенные счетчик, первый триггер и первый элемент И, выход которого является первым входом распределителя, второй элемент И, выход которого является вторым выходом распределителя, второй триггер, выход которого является выходом "Неисправность" распределителя, а вход соединен с выходом счетчика, первым входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, при этом второй вход второго элемента И соединен с вторым выходом первого триггера, а второй вход счетчика соединен с вторым входом второго триггера и является входом сигнала "Блокировка".

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 блок-схема распределителя; на фиг.3 12 временные диаграммы сигналов на выходе генератора импульсов, первом выходе распределителя и первом блоке логической обработки сигналов, то же для второго канала, на выходах первого элемента И, первого и третьего элементов НЕ, на выходах третьего элемента И, второго и четвертого элементов НЕ, на выходах второго и четвертого элементов И; на фиг.13 блок-схема известного устройства.

Устройство содержит блоки формирования сигналов аварийной защиты 1,2,N, где N число, которое определяется числом контролируемых параметров, первый и второй блоки логической обработки сигналов 3 и 4, которых реализованы заданные алгоритмы защиты и которые, например, могут дублировать друг друга, первый и второй элементы И 5, 11, первый и второй элементы НЕ 7, 10, третий и четвертый элементы И 6 и 12, третий и четвертый элементы НЕ 8 и 9, причем каждый из элементов НЕ 8 и 9 имеют различное время задержки при изменении выходного сигнала из лог. "1" в лог. "0", генератор импульсов 14 и распределитель 13, который поочередно формирует импульсы на выходах а и б.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда отсутствуют аварийные сигналы на входах блоков 3 и 4, их выходные сигналы имеют уровень лог."1", выходные сигналы элементов НЕ 7 и 10, элементов И 11 и 12 имеют уровень лог. "0", а элементов НЕ 8 и 9 лог."1" (эти состояния определены без учета контрольных импульсов, поступающих с выходов распределителя 14). Сигнал (соответствующий контролируемому параметру) поступает с выходов распределителя 14). Сигнал (соответствующий контролируемому параметру) поступает на один из входов "вх. 1". "вх.N". При достижении им аварийного значения, в соответствующем блоке 1, N формируется аварийный сигнал, который поступает, например, в блок 3. Если выбор входных сигналов блока 3 соответствует алгоритму формирования сигнала АЗ (например, появились сигналы АЗ в двух из трех каналов контроля некоторого параметра), то сигнал на выходе блоков 3 и 5 становится равным лог."0", на выходе элемента НЕ 7 лог. "1". Через некоторое время, определяемое задержкой в элементе НЕ 8, его выходной сигнал становится равным лог. "0", что вызывает такое же изменение сигнала на выходе элемента И 6 и появление лог. "1" на выходе элемента НЕ 10. Таким образом, на оба входа элемента И 11 поступают лог."1", что вызывает соответствующее изменение уровня сигнала на ее выходе и, следовательно, появление сигнала АЗ на выходе устройства, одновременно на выходе элемента И 12 также появляется лог."1". Сформированный аварийный сигнал "запоминается", т.к. при этом на выходе элемента НЕ 9 формируется нулевой сигнал и выходные сигналы элементов НЕ 7.10 перестают зависеть от выходных сигналов блоков 3 и 4. После окончания сигналов ситуации и восстановления исходных уровней сигналов на выходе блоков 3 и 4, устройство деблокируется (т. е. переводится в исходное состояние) обычным способом, например, с помощью специальной кнопки "деблокировка" выход элемента НЕ 7 или 10 кратковременно соединяется с нулевой шиной.

Для автоматического контроля исправности устройства на дополнительные входы блоков 3 и 4 поочередно поступают импульсы с выходов а и б распределителя 13, который управляется выходными импульсами генератора 14 (см. фиг.3, 4 и 5). Контрольный импульс 1 вызывает появление сигнала на выходе распределителя 13а, и соответственно, на выходе блока 4, при этом сигнал на выходах 13б и 4 отсутствует. В соответствии со структурой устройства контрольный сигнал проходит на выходы блоков 5, 7 и, через установленное время задержки t_1-0, появляется на выходе блока 8 в виде сигнала лог. "0" (см. фиг.6, 7, 8), что вызывает появление сигналов на выходе блоков 6, 10, 11 и 12 (фиг.9, 10, 12). Выходной сигнал блока 12 поступает на вход "Блокировка" распределителя 13, что вызывает окончание выходных импульсов блоков 3, 5, 7 (фиг.4, 6, 7) и, следовательно, блоков 11, 12, причем длительность этих импульсов (см. фиг.12) будет определяться только временем задержки сигналов в блоках 13, 3, 5, 7, 11, 12. После окончания импульса на выходе блока 7 через заданное время t_0-1, заканчиваются импульсы на выходе блоков 8, 6 и 10 (фиг.10, 8, 12), причем, т. е. t_0-1 выбрано меньше, чем t_1-0, контрольный импульс на выходе элемента "НЕ" 9 не успевает сформироваться и не запомнится устройством. Таким образом, через время контроля Т_к прохождение контрольного импульса заканчивается, и устройство возвращается в исходное состояние. Через время Т, равное периоду повторения импульсов генератора 14, на вход распределителя 13 поступит контрольный импульс 2, что приведет к появлению импульсов на выходах 13б и 4, повторится прохождение сигнала по цепочке блоков 6-10-9-5-7 (аналогично описанному выше) и на выходе элемента И 12 появится кратковременный сигнал. Таким образом, за два цикла прохождения контрольного импульса (с выходов 13а и 13б) каждый элемент, входящий в общие цепи формирования сигнала АЗ (начиная с блока 3), изменит свое состояние, подтвердив тем самым свою работоспособность. Если же контрольный импульс не поступит на вход "Блокировка" распределителя, то он сформирует сигнал неисправности. Прохождение контрольных импульсов не влияет на выполнение устройством основной функции формирование сигнала аварийной защиты и его запоминание.

Распределитель 13 может быть создан в соответствии с блок-схемой, приведенной на фиг.2. Блок 13 формирует контрольные импульсы необходимой длительности и сигнал неисправности. Он содержит последовательно соединенные счетчик, первый триггер и первый элемент И, выход которого является первым выходом распределителя, второй элемент И, выход которого является вторым выходом распределителя, второй триггер, выход которого является выходом "Неисправность" распределителя, а вход соединен с выходом счетчика, первым входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, при этом второй вход второго элемента И соединен с вторым выходом первого триггера, а второй вход счетчика соединен с вторым входом второго триггера и является входом сигнала "Блокировка". Исходное состояние определяется сигналом "Блокировка", поданным на установочные входы счетчика 1 и второго триггера 3, при этом их входные сигналы и выходные сигналы элементов И равны лог."0", независимо от состояния первого триггера 2. После снятия сигнала "Блокировка" импульсы от генератора импульсов поступают на счетчик 1, когда на выходе счетчика появится сигнал лог."1", такой же сигнал появится на выходе одного из элементов И (например 5) и на выходе а сформируется контрольный импульс. После прохождения через устройство аварийной защиты контрольный импульс проходит на блокирующий вход распределителя и возвращает его в исходное состояние, при этом первый триггер 2 переключается, подготавливает распределитель к формированию контрольного сигнала на выходе б и процесс повторяется, как описано выше. Если в результате неисправности устройства аварийной защиты контрольный импульс не поступит на блокирующий вход, счетчик после переполнения вызовет срабатывание триггера 3 и формирование на его выходе сигнала "Неисправность".

Область использования: атомная техника. Сущность изобретения: для расширения функциональных возможностей устройства за счет выявления скрытых отказов устройство содержит блоки 1 -N формирования сигналов аварийной защиты, первый и второй блоки логической обработки сигналов, первый и второй элементы И, первый и второй элементы НЕ, третий и четвертый элементы И, третий и четвертый элементы НЕ, генератор импульсов и распределитель. Первый и второй выходы распределителя подключены к дополнительному входу первого блока логической обработки и дополнительному входу второго блока, первый вход первого элемента И соединен с выходом первого блока, первый элемент НЕ и второй элемент И, выход которого является выходом устройства, первый вход третьего элемента И соединен с выходом второго блока логической обработки, выход чеивертого элемента И подключен к входу "Блокировка" распределителя, управляющий вход которого соединен с выходом генератора, а выход является выходом сигнала "Неисправность", третий элемент НЕ своим выходом подключен к второму входу третьего элемента И, а входом соединен с выходом первого элемента НЕ и с вторым входом четвертого элемента И, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И, выход четвертого элемента НЕ подключен к второму входу первого элемента И и вторым входом второго элемента И, первый элемент И последовательно соединен с первым элементом НЕ и с вторым элементом И, третий элемент И последовательно соединен с вторым элементом НЕ и с четвертым элементом И. 1 з.п. ф-лы. 13 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ АТОМНОГО РЕАКТОРА, содержащее первый и второй блоки логической обработки, первый n-й блоки формирования сигналов аварийной защиты, выходы которых подключены к объединенным входам первого и второго блоков логической обработки, где n число каналов аварийной защиты, и генератор импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства аварийной защиты и повышения надежности работы за счет выявления скрытых отказов, в него введены распределитель импульсов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к дополнительным входам первого и второго блоков логической обработки, первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого блока логической обработки, а выход через первый элемент НЕ подключен к первому входу второго элемента И, выход которого является первым выходом устройства, третий элемент И, первый вход которого соединен с выходом второго блока логической обработки, а выход через второй элемент НЕ подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен к входу блокировки распределителя импульсов, управляющий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход является вторым выходом устройства, третий элемент НЕ, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И, а вход соединен с выходом первого элемента НЕ и вторым входом четвертого элемента И, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И, четвертый элемент НЕ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, а вход соединен с первым входом четвертого элемента И и вторым входом второго элемента И. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что распределитель импульсов содержит счетчик, выход которого подключен к входу первого триггера, к первым входам второго триггера и первого и второго элементов И, вторые входы упомянутых элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходами первого триггера, второй вход второго триггера связан с первым входом счетчика и является первым входом распределителя импульсов, вторым входом и первым - третьим выходами которого являются соответственно второй вход счетчика, выход второго триггера и выходы первого и второго элементов И.