一种核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统及方法

摘要

本发明公开了一种核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统及方法，该系统包括：设置在安全级DCS机柜中的控制模块，用于接收并处理LHA为每个汽轮机设备产生的卸载信号，且向非安全级TCS机柜输出处理后的卸载信号，卸载信号用于生成关指令信号；设置在非安全级TCS机柜中的加载处理模块，用于对卸载信号进行加载逻辑处理，以生成开指令信号；设置在非安全级TCS机柜中的优先处理模块，用于对关指令信号和开指令信号进行关指令优先处理；及设置在非安全级TCS机柜中的开关盘，用于根据优先处理后的开指令信号和关指令信号控制汽轮机设备的启停。实施本发明的技术方案，接口简单，也降低了系统的设计成本。

说明书

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统及方法。

背景技术

应急柴油机是核电站内独立的应急电源，其功能是当核电站主、辅电源失去时，对重要设备供电，以保证汽轮机安全停机及反应堆安全停堆，避免因失电而造成汽轮机组、核岛设备的损坏及核事故的发生。应急电源的主要要求是能应急发电，具体地说，即是独立性强和机动性好，所谓独立性即仅依靠其自身的动力，全部系统装置即可正常运转供电；所谓机动性好即应急电源起动快，并能在短时间内输出额定负荷，向急用设备供电。当核电站主、辅电源失去时，应急柴油机要加载汽轮机设备，以为汽轮机设备供电，但是考虑到应急柴油机组无法承受设备同时加载时带来的大电流冲击，所以必须根据设备的重要程度依次加载设备。

在现有的加卸载方案中，如图1所示，核电站的控制系统包括有安全级DCS机柜和非安全级的TCS机柜，在进行汽轮机设备的加卸载控制时，卸载信号由LHA（交流应急配电系统）产生，然后经安全级逻辑控制柜、优选卡送至安全级优选继电器柜，这样，TCS（汽轮机控制系统）侧的指令输出送至安全级优选继电器柜，在继电器柜中通过硬件实现优选控制，再输出送至开关盘。而且，设备的状态信号由开关盘经优选继电器柜的隔离卡件，送至非安全级TCS机柜。然而，在现有技术方案中，优选逻辑在安全级DCS机柜的继电器柜中实现，开、关指令信号由非安全级TCS机柜送入安全级DCS机柜的继电器柜内，从而导致安全级DCS机柜与非安全级TCS机柜接口错综复杂，存在潜在的系统故障点，且非安全级的汽轮机设备在安全级控制也造成了设计成本居高不下。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述接口复杂、设计成本高的缺陷，提供一种接口简单、设计成本低的一种核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统，包括：

设置在安全级DCS机柜中的控制模块，用于接收并处理LHA为每个汽轮机设备产生的卸载信号，且向非安全级TCS机柜输出处理后的卸载信号，所述卸载信号用于生成关指令信号；

设置在非安全级TCS机柜中的加载处理模块，用于对所述卸载信号进行加载逻辑处理，以生成开指令信号；

设置在非安全级TCS机柜中的优先处理模块，用于对所述关指令信号和所述开指令信号进行关指令优先处理；及

设置在非安全级TCS机柜中的开关盘，用于根据优先处理后的开指令信号和关指令信号控制汽轮机设备的启停。

在本发明所述的核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统中，所述加载处理模块根据汽轮机设备的运行状态信号，对所述卸载信号进行加载逻辑处理。

在本发明所述的核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统中，所述加载处理模块包括第一逻辑非处理单元和延时单元，而且，所述卸载信号依次经第一逻辑非处理单元和延时单元处理后，生成开指令信号。

在本发明所述的核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统中，所述加载处理模块包括第一逻辑与处理单元、第二逻辑与处理单元、第二逻辑非处理单元、延时单元、RS触发器，其中，所述卸载信号输出至第一逻辑与处理单元的第一输入端，所述汽轮机设备的运行状态信号经所述延时单元处理后输出至第一逻辑与处理单元的第二输入端，所述汽轮机设备的运行状态信号输出至第二逻辑与处理单元的第一输入端，所述卸载信号经所述第二逻辑非处理单元处理后输出至第二逻辑与处理单元的第二输入端，所述第一逻辑与处理单元的输出端连接至RS触发器的S端，所述第二逻辑与处理单元的输出端连接至RS触发器的R端，所述RS触发器的输出端输出开指令信号。

在本发明所述的核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统中，优先处理模块包括第三逻辑非处理单元和第三逻辑与处理单元，而且，所述加载处理模块所生成的开指令信号输出至第三逻辑与处理单元的第一输入端，所述关指令信号经所述第三逻辑非处理单元处理后输出至第三逻辑与处理单元的第二输入端，所述第三逻辑与处理单元的输出端输出关指令优先处理后的开指令信号。

在本发明所述的核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统中，所述控制模块根据应急柴油机的容量及不同汽轮机设备的重要程度，为每个汽轮机设备设置不同时间长度的卸载信号。

在本发明所述的核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统中，所述控制模块接收并处理LHA为每个汽轮机设备所产生的冗余的卸载信号；

所述核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统还包括：

设置在非安全级TCS机柜中的逻辑或处理模块，用于对所述控制模块所输出的冗余的卸载信号进行逻辑或处理，并将处理结果输出至所述加载处理模块。

本发明还构造一种核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的方法，包括：

A.设置在安全级DCS机柜中的控制模块接收并处理LHA为每个汽轮机设备产生的卸载信号，且向非安全级TCS机柜输出处理后的卸载信号，所述卸载信号用于生成关指令信号；

B.设置在非安全级TCS机柜中的加载处理模块对所述卸载信号进行加载逻辑处理，以生成开指令信号；

C.设置在非安全级TCS机柜中的优先处理模块对所述关指令信号和所述开指令信号进行关指令优先处理；

D.设置在非安全级TCS机柜中的开关盘根据优先处理后的开指令信号和关指令信号控制汽轮机设备的启停。

在本发明所述的核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的方法中，在所述步骤A中，控制模块根据应急柴油机的容量及不同汽轮机设备的重要程度，为每个汽轮机设备设置不同时间长度的卸载信号。

在本发明所述的核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的方法中，在所述步骤B中，加载处理模块根据汽轮机设备的运行状态信号，对所述卸载信号进行加载逻辑处理。

实施本发明的技术方案，由于安全级DCS机柜中的控制模块接收并处理LHA为每个汽轮机设备产生的卸载信号，然后在非安全级TCS机柜中通过软件的方式进行加载逻辑处理和关优先逻辑处理，并生成处理后的开指令信号和关指令信号，然后输出至开关盘，以控制非安全级的汽轮机设备的启停。因此，相比现有技术的方案，安全级DCS机柜与非安全级TCS机柜接口简单，减少了潜在的系统故障点，而且，使用非安全级TCS系统控制非安全级的汽轮机设备，也降低了系统的设计成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术中核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统的逻辑图；

图2是本发明核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统实施例一的逻辑图；

图3是本发明核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统实施例二的逻辑图；

图4是本发明核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统实施例三的逻辑图；

图5是本发明核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统实施例四的逻辑图；

图6是本发明核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备时的时序图；

图7是本发明核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的方法实施例一的流程图。

具体实施方式

图2是本发明核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统实施例一的逻辑图，该系统包括控制模块10、加载处理模块20、优先处理模块30和开关盘40，其中，控制模块10设置在安全级DCS机柜中，加载处理模块20、优先处理模块30和开关盘40设置在非安全级TCS机柜中，而且，控制模块10用于接收并处理为每个汽轮机设备产生开关量的卸载信号，然后向非安全级TCS机柜输出处理后的卸载信号，所述卸载信号用于生成关指令信号，优选地，控制模块10根据应急柴油机的容量及不同汽轮机设备的重要程度，为每个汽轮机设备设置不同时间长度的卸载信号，并将卸载信号通过硬接线接入到DCS机柜中；加载处理模块20用于对所述卸载信号进行加载逻辑处理，以生成开指令信号；优先处理模块30用于对所述关指令信号和所述开指令信号进行关指令优先处理；开关盘40用于根据优先处理后的开指令信号和关指令信号控制汽轮机设备的启停。

实施该技术方案，由于安全级DCS机柜中的控制模块接收并处理LHA为每个汽轮机设备产生的卸载信号，然后在非安全级TCS机柜中通过软件的方式进行加载逻辑处理和关优先逻辑处理，并生成处理后的开指令信号和关指令信号，最后将该优先处理后的开指令信号和关指令信号输出至开关盘，以控制非安全级的汽轮机设备启停。因此，相比现有技术的方案，安全级DCS机柜与非安全级TCS机柜接口简单，减少了潜在的系统故障点，而且，使用非安全级TCS系统控制非安全级的汽轮机设备，也降低了系统的设计成本。

图3是本发明核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统实施例二的逻辑图，该实施例相比图2所示的实施例，所不同的是：图2所示的实施例适用于无需判断汽轮机设备在正常母线失电前的启停状态，只要卸载信号消失则立刻对汽轮机设备进行加载。而图3所示的实施例适用于需要判断汽轮机设备在正常母线失电前的启停状态。在本实施例中，汽轮机设备还将运行状态信号发送至加载处理模块20，加载处理模块20根据汽轮机设备的运行状态信号，对卸载信号进行加载逻辑处理。

优选地，为保证加卸载的可靠性，控制模块为每个汽轮机设备输出两个相同的卸载信号，该两个卸载信号互为冗余，此时，该核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统还包括：设置在非安全级TCS机柜中的逻辑或处理模块，该逻辑或处理模块用于对控制模块所输出的冗余的卸载信号进行逻辑或处理，并将处理结果输出至加载处理模块，这样可保证卸载信号的可靠性。

图4是本发明核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统实施例三的逻辑图，该实施例适用于无需判断汽轮机设备在正常母线失电前的启停状态，具体如下：在安全级DCS机柜中，控制模块10为汽轮机设备输出冗余的卸载信号，该卸载信号为通过数字接口输出至非安全级TCS机柜。在非安全级TCS机柜中，该两个冗余的卸载信号经逻辑或处理模块50进行逻辑或处理后，输出处理后的卸载信号。该卸载信号用于生成关指令信号，同时，在加载处理模块20中，卸载信号依次经逻辑非处理单元和延时单元处理后，生成开指令信号。然后，在优先处理模块30中，开指令信号输出至逻辑与处理单元的第一输入端，关指令信号经逻辑非处理单元处理后输出至逻辑与处理单元的第二输入端，该逻辑与处理单元的输出端输出开指令信号。最后，优先处理后的开指令信号和关指令信号通过相应的数字接口输出至开关盘40，开关盘40根据优先处理后的开指令信号和关指令信号控制汽轮机设备的启停。

图5是本发明核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的系统实施例四的逻辑图，该实施例适用于需要判断汽轮机设备在正常母线失电前的启停状态，具体如下：首先说明的是，在正常母线失电后，汽轮机设备立即停运，但其运行状态依然有效，因为仅动力电源失去，控制电源依然在，所以，运行状态未发生改变。另外，还需说明的是，该实施例的控制模块10、逻辑或处理模块50、优先处理模块30和开关盘40与图4所示的实施例中的控制模块10、逻辑或处理模块50、优先处理模块30和开关盘40的逻辑结构相同，在此不做赘述，以下仅说明加载处理模块20。在该实施例的加载处理模块20中，卸载信号输出至第一逻辑与处理单元的第一输入端，汽轮机设备的运行状态信号经延时单元处理后输出至第一逻辑与处理单元的第二输入端，汽轮机设备的运行状态信号输出至第二逻辑与处理单元的第一输入端，卸载信号经逻辑非处理单元处理后输出至第二逻辑与处理单元的第二输入端，第一逻辑与处理单元的输出端连接至RS触发器的S端，所述第二逻辑与处理单元的输出端连接至RS触发器的R端，RS触发器的输出端输出开指令信号。

图6是本发明核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的时序图，结合图5，下面具体说明核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的过程：当正常母线失电后，汽机设备立即停运，但其运行状态依然有效，如线A所示。然后，应急柴油机准备启动，从母线失电后到应急柴油机准备就绪的最大允许时间为t2。当应急柴油机的输出电压和频率达到正常值后，即意味着应急柴油机已经准备就绪，卸载信号开始有效（信号长度为t3），跳开正常负荷开关，同时汽轮机设备运行状态消失，如线B所示。当正常负荷开关断开信号出现并延时t1后，应急柴油机出口负荷开关闭合，母线电压恢复，如线C所示。当卸载信号消失后，被卸载的汽轮机设备重新被加载，如线D所示。

图7是本发明核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的方法实施例一的流程图，该核电站应急柴油机加卸载汽轮机设备的方法包括：

A.设置在安全级DCS机柜中的控制模块接收并处理LHA为每个汽轮机设备产生卸载信号，且向非安全级TCS机柜输出处理后的卸载信号，所述卸载信号用于生成关指令信号；

B.设置在非安全级TCS机柜中的加载处理模块对所述卸载信号进行加载逻辑处理，以生成开指令信号；

C.设置在非安全级TCS机柜中的优先处理模块对所述关指令信号和所述开指令信号进行关指令优先处理；

D.设置在非安全级TCS机柜中的开关盘根据优先处理后的开指令信号和关指令信号控制汽轮机设备的启停。

优选地，在步骤A中，控制模块根据应急柴油机的容量及不同汽轮机设备的重要程度，为每个汽轮机设备设置不同时间长度的卸载信号。

优选地，在步骤B中，加载处理模块根据汽轮机设备的运行状态信号，对卸载信号进行加载逻辑处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。