Система защиты ядерного реактора

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1341684 А1 д11 4 G 21 С 7/36, 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4023515/24-25 (22) 18. 02. 86 (46) 30.09.87. Бюл. ¹ 36 (72) В.П. Сивоконь (53) 621.039.5(088.8) (56) Заявка Великобритании № 2096809, кл. G 21 С 9/00, 1982.

Боровик Г.Ф., и др. Комплекс anna— ратуры контроля нейтронного потока системы управления и защиты водо-водяных энергетических реакторов А3С.

Атомная энергия, 1983, т. 54, вып. 1, с. 27. (54) СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА (57) Изобретение относится к технике защиты ядерных реакторов, преимущественно к системам останова ядерного реактора. Цель изобретения — повышение надежности и отказоустойчивости за счет более эффективного использования ресурсов системы. Система защиты

1 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 »одуля пороговой обработки многозначных сигналов при этом совпадает с логикой схемы пороговой логики. Модуль пороговой обработки многозначных сигналов может быть выполнен в виде последовательно соединенных блока преобразования сигнала в циклический код и блока поразрядной пороговой обработки циклического кода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1341б84

Изобретение относится к технике ядерных реакторов и предназначено для 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 1 системы защиты содержит модуль 2 детектирования и пер-. 1Б вичного преобразования сигнала и расчетный модуль 3 и подключен к схеме 4 пороговой логики (эта схема обычно резервируется, что отмечено пунктиром), которая в данном случае 2О представляет собой мажоритарную схему

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 послецовательно 30 соединенных блока детектирования, блока усиления и блока функциональной 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- 4р означных сигналов в простейшем случае может представлять собой блок поразрядной пороговой обработки цифровых сигналов (в частности блок поразрядной мажоритарной обработки 2 45 из 3-х). Однако вследствие неполной идентичности реальных каналов системы защиты такой модуль неустойчив к входным помехам. Для повышения 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). Каждый отдельный разряд циклического кода двузначен, поэтому второй 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 независимости каналов на многозначные промежуточные сигналы каналов. При этом используется однозначное соответствие двузначной и многозначной логики.

Система работает следующим образом.

Модули 2 детектирования каждого из каналов 1 системы защиты выдают цифровые сигналы контролируемых системой параметров реактора, например цифровые сигналы плотности нейтронного потока реактора. Блоки преобразования сигнала в циклический код модулей 5 каждого из каналов 1 преобразуют обычный двоичный или двоичнодесятичный код в циклический, а блоки поразрядной пороговой обработки тех же модулей 5 сравнивают каждый разряд циклического кода, используя в данном случае принцип голосования 2 из 3-х. На выходе пороговых модулей 5 пороговой обработки многозначных сигналов каждого канала формируется закодированный сигнал, соответствующий 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 обрабатывается в расчетных модулях 3 каналов точно таким же образом, как и в обычной системе. Поскольку этот сигнал получен по логике 2 из З-х, то он не изменяется при отказе или ложном срабатывании одного из модулей детектирования точно так же, как не изменяется выходной сигнал традиционной 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 логикой 2 из 4-х работоспособна и при отказе всех каналов, если в двух ка3 13416 налах отказали модули 2 детектирования, а в двух других — расчетные модули 3. При этом независимость каналов системы в смысле нераспространения отказов не ухудшается, если приме5 нить известные для этой цели решейия: гальваническую развязку, физическое разделение и т.п.

Максимальный теоретический выигрыш В> в надежности, обеспечиваемый системой, при единичном времени восстановления модулей 2 и 3

КС к,„н — к+ н-к

КСк ((2) t4 к+< - в

K где С„ — число сочетаний из N по К;

Ъ вЂ” интенсивность отказов системы защиты;

N — - число каналов в системе;

К вЂ” число каналов, по которым принимаются решения в системе 2 из З-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 выигрыш в надежности, для 6-ти канальной — 16кратный. Реально получить выигрьпп, близкий к теоретически возможному, позволяет реализация порогового и расчетного модулей в одном программируемом устройстве.

Таким образом, использование изоб- 35 ретения существенно повышает надежность и отказоустойчивость системы защиты ядерного реактора и позволяет в некоторых случаях использовать это преимущество для сокращения числа ка- 4б

84

4 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 реактора, 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 кана- ла, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и отказоустойчивости эа счет более эффективного использования ресурсов системы, в каждый 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, о т л и ч а ющ а я с я тем, что модуль пороговой обработки многозначных сигналов выполнен в виде последовательно соединенных блока преобразования сигнала в циклический код и блока поразрядной пороговой обработки циклического кода.

1341684

Составитель О. Боженков

Редактор Л. Пчолинская Техред Л.Сердюкова Корректор А. Зимокосов

Заказ 4442/55 Тираж 394 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4