一种适用于核电站的安全级棒位测量设备及网络通信结构的制作方法

本发明属于核电，具体涉及一种适用于核电站的安全级棒位测量设备及网络通信结构。

背景技术：

1、核电站控制棒棒位测量系统是反应堆一回路的重要组成部分，其主要功能是测量控制棒在反应堆中的实时位置，当控制棒超出运行限值时向操纵人员发出报警信息。现有的控制棒棒位测量设备在核电站中通常属于非安全级，在反应堆运行过程中只进行控制棒束位置测量，不能参与反应堆保护功能。

2、随着新一代核电技术对经济性、运行灵活性的要求不断提高，反应堆保护功能设计必需进一步挖掘核电站反应堆运行裕量，提升反应堆运行灵活性。在确保反应堆堆芯安全的前提下，将安全可靠的控制棒位置信息纳入反应堆保护参数的精细计算中可以大幅降低落棒事故的不确定性，提高核电站安全运行的范围，并有效提升运行经济性。

3、现有棒位测量技术尽管实现了控制棒位置信息测量，并将测量得到的控制棒位置信息上传给安全级系统和非安全级系统等，然而该技术并没有考虑不同安全等级系统之间的信号干扰，导致系统运行安全性受到影响。

技术实现思路

1、为了解决现有棒位测量技术没有考虑不同安全等级系统之间的信号干扰，存在安全隐患的问题，本发明提出了一种适用于核电站的安全级棒位测量设备及网络通信结构，本发明通过与各种不同安全等级系统之间采用不同的通讯协议和通信介质，互相独立互不干扰，既能够向反应堆精细保护功能提供安全可靠的控制棒位置信息，又能向其他安全相关系统和非安全级系统提供棒位信息，不会对安全级系统造成信号干扰，保证了系统运行安全性。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种适用于核电站的安全级棒位测量设备网络通信结构，所述安全级棒位测量设备网络通信结构包括：

4、第一安全级通信模块，所述第一安全级通信模块与安全级棒位测量设备的若干个安全级棒位测量模块的第一can通信接口通信连接，用于单向接收每个所述安全级棒位测量模块的控制棒位置信息；所述第一安全级通信模块与安全级系统通信连接，用于向所述安全级系统单向传送所述控制棒位置信息；

5、第二安全级通信模块，所述第二安全级通信模块与若干个安全级棒位测量模块的第二can通信接口通信连接，用于单向接收每个所述安全级棒位测量模块的控制棒位置信息；所述第二安全级通信模块与安全相关级系统通信连接，用于向所述安全相关级系统单向传送所述控制棒位置信息；

6、以及交换机，所述交换机与若干个安全级棒位测量模块的以太网接口通信连接，用于单向接收每个所述安全级棒位测量模块的控制棒位置信息；所述交换机与非安全级系统通信连接，用于向所述非安全级系统单向传送所述控制棒位置信息；

7、其中，每个安全级棒位测量模块的所述第一can通信接口、第二can通信接口以及以太网接口互相独立设置。

8、现有控制棒棒位测量技术没有考虑不同安全等级系统之间的信号干扰，会对安全性系统运行产生安全隐患。而本发明提出的网络通信结构针对不同安全级等级系统，采用不同的通讯协议和通信介质进行通信，避免对安全级系统运行安全性产生影响，从而保证了既能够向反应堆精细保护功能提供安全可靠的控制棒位置信息，也能够向其他安全相关系统和非安全级系统提供控制棒位置信息，进一步提高系统运行、试验和维护的安全性能。

9、作为优选实施方式，本发明的安全级棒位测量设备网络通信结构采用can通信协议、485通信协议和tcp/ip通信协议三种通信协议。

10、作为优选实施方式，本发明的安全级棒位测量设备网络通信结构采用同轴电缆、非屏蔽双绞线和光纤电缆三种通信传输介质。

11、作为优选实施方式，本发明的第一安全级通信模块与所述安全级棒位测量模块的第一can通信接口通过同轴电缆连接，所述第一安全级通信模块与所述安全级系统通过光纤电缆连接。

12、作为优选实施方式，本发明的第一安全级通信模块通过can通信协议获取每个所述安全级棒位测量模块的控制棒位置信息，后通过通信协议转换以485通信形式经过隔离后单向传送给所述安全级系统。

13、作为优选实施方式，本发明的第二安全级通信模块与所述安全级棒位测量模块的第二can通信接口通过同轴电缆连接，所述第二安全级通信模块与所述安全相关级系统通过光纤电缆连接。

14、作为优选实施方式，本发明的第二安全级通信模块通过can通信协议获取每个所述安全级棒位测量模块的控制棒位置信息，再以can通信形式经过隔离后单向传送给所述安全相关级系统。

15、作为优选实施方式，本发明的交换机与所述安全级棒位测量模块通过非屏蔽双绞线连接，所述交换机与所述非安全级系统通过光纤电缆连接。

16、作为优选实施方式，本发明的交换机以tcp/ip通信协议获取每个所述安全级棒位测量模块的控制棒位置信息，再以tcp/ip通信形式经过隔离后单向传送给所述非安全级系统。

17、另一方面，本发明还提出了一种适用于核电站的安全级棒位测量设备，所述安全级棒位测量设备包括若干个安全级棒位测量模块以及本发明上述的网络通信结构；

18、若干个所述安全级棒位测量模块通过所述网络通信接口将控制棒位置信息传送给安全级系统、安全相关级系统和非安全级系统。

19、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

20、1、本发明提出的适用于核电站的安全级棒位测量设备及网络通信结构，采用不同的通讯协议和通信介质，使得安全级棒位测量设备与安全级系统、安全相关级系统、非安全级系统之间的通信互相独立互不干扰，从而避免对安全级系统运行产生安全隐患，既能够实现向反应堆精细保护功能提供安全可靠的控制棒位置信息，同时还能够向其他安全相关系统和非安全级系统提供控制棒位置信息，进一步提高了系统运行、试验和维护的安全性能；

21、2、本发明提出的适用于核电站的安全级棒位测量设备及网络通信结构，适用范围广泛，特别适用于压水堆核电站这类安全性能要求很高的场合，能够提升核电站全寿期内系统运维的安全性和经济性。

技术特征：

1.一种适用于核电站的安全级棒位测量设备网络通信结构，其特征在于，所述安全级棒位测量设备网络通信结构包括：

2.根据权利要求1所述的一种适用于核电站的安全级棒位测量设备网络通信结构，其特征在于，所述安全级棒位测量设备网络通信结构采用can通信协议、485通信协议和tcp/ip通信协议三种通信协议。

3.根据权利要求1所述的一种适用于核电站的安全级棒位测量设备网络通信结构，其特征在于，所述安全级棒位测量设备网络通信结构采用同轴电缆、非屏蔽双绞线和光纤电缆三种通信传输介质。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种适用于核电站的安全级棒位测量设备网络通信结构，其特征在于，所述第一安全级通信模块与所述安全级棒位测量模块的第一can通信接口通过同轴电缆连接，所述第一安全级通信模块与所述安全级系统通过光纤电缆连接。

5.根据权利要求4所述的一种适用于核电站的安全级棒位测量设备网络通信结构，其特征在于，所述第一安全级通信模块通过can通信协议获取每个所述安全级棒位测量模块的控制棒位置信息，后通过通信协议转换以485通信形式经过隔离后单向传送给所述安全级系统。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种适用于核电站的安全级棒位测量设备网络通信结构，其特征在于，所述第二安全级通信模块与所述安全级棒位测量模块的第二can通信接口通过同轴电缆连接，所述第二安全级通信模块与所述安全相关级系统通过光纤电缆连接。

7.根据权利要求6所述的一种适用于核电站的安全级棒位测量设备网络通信结构，其特征在于，所述第二安全级通信模块通过can通信协议获取每个所述安全级棒位测量模块的控制棒位置信息，再以can通信形式经过隔离后单向传送给所述安全相关级系统。

8.根据权利要求1-3任一项所述的一种适用于核电站的安全级棒位测量设备网络通信结构，其特征在于，所述交换机与所述安全级棒位测量模块通过非屏蔽双绞线连接，所述交换机与所述非安全级系统通过光纤电缆连接。

9.根据权利要求8所述的一种适用于核电站的安全级棒位测量设备网络通信结构，其特征在于，所述交换机以tcp/ip通信协议获取每个所述安全级棒位测量模块的控制棒位置信息，再以tcp/ip通信形式经过隔离后单向传送给所述非安全级系统。

10.一种适用于核电站的安全级棒位测量设备，其特征在于，所述安全级棒位测量设备包括若干个安全级棒位测量模块以及权利要求1-9任一项所述的网络通信结构；

技术总结本发明公开了一种适用于核电站的安全级棒位测量设备及网络通信结构，本发明属于核电技术领域，本发明的网络通信结构主要包括两个安全级通信模块和一个交换机。本发明的网络通信结构针对不同安全级等级系统，采用不同的通讯协议和通信介质进行通信，避免对安全级系统运行安全性产生影响，从而保证了既能够向反应堆精细保护功能提供安全可靠的控制棒位置信息，也能够向其他安全相关系统和非安全级系统提供控制棒位置信息，进一步提高系统运行、试验和维护的安全性能。技术研发人员：李梦书,郑杲,黄可东,李国勇,王春蕾,刘宏春,周继翔,崔怀明,曹锐,彭航,何正熙,青先国,陈帅君,许明周,彭子恒,唐诗涵受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院技术研发日：技术公布日：2024/6/26