一种核电站安全仪控系统响应时间测量装置及其测量方法与流程

本发明属于核电站安全仪控系统技术领域，具体涉及一种核电站安全仪控系统响应时间测量装置及其测量方法。

背景技术：

核电站安全仪控系统响应时间包括反应堆停堆响应时间、专设安全设施动作响应时间。为了保证核电站反应堆在紧急情况下可以实现及时安全可靠停堆，需要定期对停堆响应时间、专设安全设施动作响应时间进行测量，确保响应时间满足技术规格书的要求，以确保回路中各个环节的传输卡件、处理器等设备的性能完好。

反应堆停堆信号响应时间是从初始停堆信号的生成到下游停堆命令输出的时间。当四个通道的初始停堆信号中有两个及以上由于核电站停堆相关的工艺参数发生变化后达到保护信号的阈值，经过处理器处理后便会触发停堆信号，停堆命令传递到停堆断路器，使停堆断路器断开，下游控制棒失去动力电源，使控制棒落入堆芯底部，实现反应堆停堆。安全专设设备动作信号响应时间测量的是从触发安全专设设备动作的工艺参数变化到安全专设机柜输出设备动作命令的时间。反应堆保护机柜产生局部专设安全设施动作信号送至安全专设机柜进行表决，当两个以上动作信号有效就输出真正的专设动作信号，最终从专设安全系统的cim板卡输出命令驱动就地设备动作。

目前测量核电站安全仪控系统响应时间使用波形记录仪测量时，通过信号发生器在安全仪控系统的反应保护机柜输入侧端子加相应的信号，测量从输入信号跳变到输出命令触发的时间，对于某核电站一台机组需要测量的响应时间工况大约有150个，每个工况有4个输入信号，每个信号需要测量3次，使用波形记录仪测量需要手动加信号约1800次，同时需要用波形记录仪手动定位信号和计算，整个过程耗费大量的时间和人力。由于安全仪控系统的机柜分布在不同层高的6个房间，每个房间均是实体隔离，使用波形记录仪时每次都需要临时跨房间敷设信号输入电缆、时间采集电缆，每次试验前后的准备和恢复时间较长，造成工作效率的低下；用波形记录仪时，每次测试前都需要对安全仪控系统机柜内端子排上的正式接线进行拆接，频繁的拆接线会导致端子损坏的风险增大、接线恢复错误的风险增大，给核电站的调试和运行带来隐患。

因此，为了解决上述传统测量方式所存在的问题，需要设计有一套简便、高效的专用测量时间装置，以提高测量工作效率和减少人因失误，同时在试验期间避免安全仪控系统机柜设备损坏。

技术实现要素：

本发明的目的是设计一种核电站安全仪控系统响应时间测量装置及其测量方法，用于解决现有技术中波形记录仪测量需要手动测量、耗时费力、频繁拆接线易导致端子损坏、接线恢复错误等给核电站调试和运行带来隐患的技术问题。

本发明的技术方案：

一种核电站安全仪控系统响应时间测量装置，包括：一个操作显示单元1和若干个处理器单元2、选择输出单元3、信号调理单元4、时间采集单元5、安全仪控系统保护通道机柜6、安全仪控系统专设机柜7；所述操作显示单元1分别与每个处理器单元2连接；每个处理器单元2还分别连接有一个选择输出单元3，每个选择输出单元3上分别连接一个安全仪控系统保护通道机柜6，所述每个安全仪控系统保护通道机柜6内均设置有一个时间采集单元5和一个信号调理单元4；所述每个信号调理单元4还与每个选择输出单元3连接；其中两个选择输出单元3上还分别连接有一个安全仪控系统专设机柜7。

所述操作显示单元1用于下发信号到处理器单元；操作显示单元1还与每个时间采集单元5连接，用于读取和显示时间采集单元5内记录的响应时间值。

所述处理器单元2用于接收操作显示单元1下发的命令，处理器单元2将运算结果输出给选择输出单元3；

所述选择输出单元3用于接收处理器单元2的运算结果信号，并对试验期间不同工况所需要输出的信号进行切换选择，将输出信号送给信号调理单元4。

所述信号调理单元4将采集的信号调理成标准的1-5v电压信号，调理之后的电压信号送到时间采集单元5进行采集；所述时间采集单元5为四块高精度采集卡，采集卡相互之间进行通信，保证四块采集卡的时间同步，采集卡从信号调理单元4采集信号的触发时间，并将时间送到操作显示单元1。

所述处理器单元2、选择输出单元3、信号调理单元4、时间采集单元5和安全仪控系统保护通道机柜6的数量均分别为四个。

所述安全仪控系统专设机柜7的数量为两个。

如上所述的任一一种核电站安全仪控系统响应时间测量装置的测量方法，包括如下步骤：

步骤一：操作显示单元1向处理器单元2下发命令，建立安全仪控系统的非停堆状态；处理器单元2收到命令后进行运算，运算之后输出保护阈值信号到选择输出单元3；

步骤二：选择输出单元3将装置的输出信号通过硬接线送到安全仪控系统保护通道机柜6和安全仪控专设机柜7，同时将输出信号送入信号调理单元4进行采集；信号调理单元4将来自选择输出单元3的信号送入时间采集单元5进行时间记录，此时将这个时间定义为t1；

步骤三：安全仪控系统保护通道机柜6和安全仪控系统专设机柜7根据选择输出单元3送来的信号进行四取二运算，运算之后将停堆、安全专设命令信号送入信号调理单元4，信号调理单元调理之后将信号送给时间采集单元5进行时间采集，此时将这个时间定义为t2；

步骤四：时间采集单元5将采集到的t1和t2时间送到操作显示单元1；操作显示单元1对t2和t1值进行求差值运算，并将差值与准则值进行比较，时间差值小于等于准则值则结果合格；

步骤五：试验后操作显示单元1停止下发命令，安全仪控系统机柜不再接收试验装置信号；拆除试验装置与安全仪控系统的连接，恢复安全仪控系统到初始状态，试验结束。

本发明的有益效果：

1、本发明设计的一种核电站安全仪控系统响应时间测量装置，自动化程度高、提高了工作效率：通过应用本发明响应时间测量装置，实现了测试信号向被测装置的自动注入，响应时间的自动采集和计算，避免了之前使用波形记录仪各种繁琐的手动操作。工作效率有很大提升。

2、减少重复性工作和人因失误风险：本发明装置的接线端口可与安全仪控系统机柜的端子排直接插拔，试验前将工具与被测系统连接，试验期间无需再操作这些信号接线，与使用波形记录仪测量方式相比，省去了试验期间反复拆接线的工作，也降低了拆接线期间导致的短路接地、拆接线错误等人因失误风险。

3、避免大量跨房间电缆敷设和端接：本发明测量装置的四个安全仪控系统保护通道机柜内各设置一块时间采集单元，每块之间采用通信连接方式，避免了四个保护通道通过硬接线方式将时间采集信号送入一个机柜进行采集的情况，避免了大量跨房间的电缆敷设和端接。

附图说明

图1为本发明所述的一种核电站安全仪控系统响应时间测量装置的信号流程示意图。

其中：1—操作显示单元；2—处理器单元；3—选择输出单元；4—信号调理单元；5—时间采集单元；6—安全仪控系统保护通道机柜；7—安全仪控系统专设机柜。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明进行进一步的介绍：

本发明设计的一种核电站安全仪控系统响应时间测量装置，具体为安全仪控系统四个通道各配置一个机柜，每个机柜内配置一块时间采集单元件；安全仪控系统专设a/b列房间各配置一个机柜，并将对应时间信号送入四通道进行采集。外加一台操作显示单元。本装置具体结构图见附图1

本发明装置通过六台机柜内不同类型的输出板卡(do开关量输出、ao模拟量输出、ro温度阻值输出)将信号加到安全仪控系统机柜的端子入口，信号经过运算处理之后，会输出停堆和安全专设指令，本装置的时间采集单元可以采集安全仪控系统信号入口的时间和指令输出的时间。

本测量装置的特点是在四个安全仪控通道专用工具机柜内各设置了一块时间采集单元，四个时间采集单元之间相互通信，每个采集单元可以实现对本通道信号的采集和对安全专设信号动作时间的采集，采取这种设计方式，可以省去安全仪控系统四个通道之间的大量电缆敷设和端接。

本装置具体应用方式如下，首先装置通过模拟核电站功率运行平台信号建立非跳堆运行环境，之后装置通过仿真信号的变化，触发相应反应堆保护通道和安全专设通道逻辑动作，通过采集仿真信号变化时间与停堆、安全专设动作命令时间，计算得出安全仪控系统停堆、安全专设动作时间，对计算出的响应时间与准则值进行比较，如果测量的时间小于等于准则时间，则判定响应时间满足要求。

具体实施例：一种核电站安全仪控系统响应时间测量装置，包括：一个操作显示单元1和若干个处理器单元2、选择输出单元3、信号调理单元4、时间采集单元5、安全仪控系统保护通道机柜6、安全仪控系统专设机柜7；所述操作显示单元1分别与每个处理器单元2连接；每个处理器单元2还分别连接有一个选择输出单元3，每个选择输出单元3上分别连接一个安全仪控系统保护通道机柜6，所述每个安全仪控系统保护通道机柜6内均设置有一个时间采集单元5和一个信号调理单元4；所述每个信号调理单元4还与每个选择输出单元3连接；其中两个选择输出单元3上还分别连接有一个安全仪控系统专设机柜7。

所述操作显示单元1用于下发信号到处理器单元；操作显示单元1还与每个时间采集单元5连接，用于读取和显示时间采集单元5内记录的响应时间值。

所述处理器单元2用于接收操作显示单元1下发的命令，处理器单元2将运算结果输出给选择输出单元3；

所述选择输出单元3用于接收处理器单元2的运算结果信号，并对试验期间不同工况所需要输出的信号进行切换选择，将输出信号送给信号调理单元4。

所述信号调理单元4将采集的信号调理成标准的1-5v电压信号，调理之后的电压信号送到时间采集单元5进行采集；所述时间采集单元5为四块高精度采集卡，采集卡相互之间进行通信，保证四块采集卡的时间同步，采集卡从信号调理单元4采集信号的触发时间，并将时间送到操作显示单元1。

所述处理器单元2、选择输出单元3、信号调理单元4、时间采集单元5和安全仪控系统保护通道机柜6的数量均分别为四个。

所述安全仪控系统专设机柜7的数量为两个。

如上所述的任一一种核电站安全仪控系统响应时间测量装置的测量方法，包括如下步骤：

步骤一：操作显示单元1向处理器单元2下发命令，建立安全仪控系统的非停堆状态；处理器单元2收到命令后进行运算，运算之后输出保护阈值信号到选择输出单元3；

步骤二：选择输出单元3将装置的输出信号通过硬接线送到安全仪控系统保护通道机柜6和安全仪控专设机柜7，同时将输出信号送入信号调理单元4进行采集；信号调理单元4将来自选择输出单元3的信号送入时间采集单元5进行时间记录，此时将这个时间定义为t1；

步骤三：安全仪控系统保护通道机柜6和安全仪控系统专设机柜7根据选择输出单元3送来的信号进行四取二运算，运算之后将停堆、安全专设命令信号送入信号调理单元4，信号调理单元调理之后将信号送给时间采集单元5进行时间采集，此时将这个时间定义为t2；

步骤四：时间采集单元5将采集到的t1和t2时间送到操作显示单元1；操作显示单元1对t2和t1值进行求差值运算，并将差值与准则值进行比较，时间差值小于等于准则值则结果合格；

步骤五：试验后操作显示单元1停止下发命令，安全仪控系统机柜不再接收试验装置信号；拆除试验装置与安全仪控系统的连接，恢复安全仪控系统到初始状态，试验结束。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。