《核电厂安全系统中可编程数字设备的适用准则gbt+13629-2023》详细解读

《核电厂安全系统中可编程数字设备的适用准则gb/t13629-2023》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义、缩略语3.1术语和定义3.2缩略语4安全系统设计基准5安全系统准则5.1单一故障准则contents目录5.2保护动作的完成5.3质量5.4设备鉴定5.5系统的完整性5.6独立性5.7试验和校准能力5.8信息显示5.9访问控制5.10维修contents目录5.11标识5.12辅助设施5.13多机组核电厂5.14人因工程考虑5.15可靠性5.16共因失效准则5.17商品级数字设备的使用5.18简单性6监测指令设备的功能和设计要求contents目录7执行装置的功能和设计要求8对动力源的要求附录A(资料性)危害的识别和控制A.1背景A.2危害分析的目的A.3危害分析实施指导附录B(资料性)通信独立性B.1背景B.2讨论contents目录附录C(资料性)多样性需求的确定C.1多样性和纵深防御分析C.2充分多样性以消除共因失效C.3增加多样性以应对共因失效薄弱环节C.4多样性的手动控制和显示C.5多样性的自动控制附录D(资料性)商品级物项适用性确认D.1总体原则D.2商品级物项适用性确认的准备contents目录D.3商品级物项适用性确认的开展D.4商品级物项适用性确认的维护参考文献011范围包括反应堆紧急停堆系统和专设安全设施驱动系统。反应堆保护系统用于对反应堆功率、温度、压力等关键参数进行自动控制和监测。反应堆控制系统如安全壳隔离系统、安全注入系统等，这些系统的可编程数字设备也需满足本标准的要求。其他重要安全系统1范围022规范性引用文件2规范性引用文件01列出了所有引用的国内外标准、规范、导则等文件。02对引用文件进行了分类，包括基础标准、安全相关标准等。明确了引用文件与本标准的关系，以及对本标准的约束程度。03033术语和定义、缩略语可编程数字设备指可通过编程实现特定功能的数字设备，在核电厂安全系统中广泛应用。安全系统指核电厂中用于监测和控制反应堆及核设施安全状态的系统。准则指本文件所规定的可编程数字设备在核电厂安全系统中的适用要求。3术语和定义、缩略语043.1术语和定义

3.1术语和定义可编程数字设备指可通过编程实现特定功能的数字设备，在核电厂安全系统中广泛应用。安全系统指核电厂中用于监测、控制、保护和处理事故等的系统，旨在确保核电厂的安全运行。准则指本标准所规定的可编程数字设备在核电厂安全系统中的适用要求，包括设计、制造、试验、安装、运行和维护等方面的准则。053.2缩略语123可编程数字设备（ProgrammableDigitalDevice）的缩写，指核电厂安全系统中使用的可编程数字设备。PDU安全重要系统（SafetySignificantSystem）的缩写，指核电厂中对于安全具有重要影响的系统。SSC仪表与控制（InstrumentationandControl）的缩写，指核电厂中用于监测和控制各种参数的系统。I&C3.2缩略语064安全系统设计基准03冗余性原则关键安全功能应设置冗余设备，以确保在主设备故障时，备用设备能够接管并继续执行功能。01多样性原则安全系统应采用多样化的设计，以降低共模故障的风险，提高系统的可靠性。02独立性原则安全系统应与其他系统保持相对独立，确保在异常情况下能够独立运行，执行其安全功能。4安全系统设计基准075安全系统准则确定性设计安全系统中的可编程数字设备应采用确定性设计，确保在特定输入下产生可预测的输出。验证与验证对设计进行严格的验证和确认，确保设备在各种条件下均能按预期工作。容错能力设备应具备一定的容错能力，以应对潜在的外部干扰或内部故障。5安全系统准则085.1单一故障准则010203定义与范围单一故障准则是指在核电厂安全系统中，任何一个单一随机故障或任何单一设计缺陷，均不应导致安全系统功能的丧失。该准则强调了对单点故障的预防和容忍，确保系统在面对单一故障时仍能维持必要的安全功能。应用与实施在核电厂安全系统设计中，需遵循单一故障准则，通过冗余设计、多样性设计以及故障检测与隔离等措施，降低单一故障对系统安全的影响。同时，在设备选型、安装调试以及运行维护等阶段，也需充分考虑单一故障准则的要求，确保整个安全系统的可靠性和稳定性。意义与重要性单一故障准则是核电厂安全系统设计的基石之一，它对于预防和应对潜在的安全风险具有重要意义。通过遵循这一准则，可以最大程度地减少因单一故障而引发的安全事故，保障核电厂的安全运行以及人员和环境的安全。5.1单一故障准则095.2保护动作的完成设定合理的保护动作阈值根据核电厂的安全要求和设备特性，设定适当的保护动作阈值，以实现对电厂的有效保护。保护动作的优先级设定针对多个保护动作同时触发的情况，应设定合理的优先级顺序，确保最重要的保护动作能够优先执行。明确保护动作的触发条件包括核电厂运行参数异常、设备故障或外部事件等，确保在必要时能够及时触发保护动作。5.2保护动作的完成105.3质量为确保可编程数字设备的可靠性，必须在设计和制造过程中实施严格的质量控制，包括元器件选择、电路设计、生产工艺等环节。设计和制造过程控制设备应能够在规定的环境条件下正常工作，具备足够的抗干扰能力和稳定性，以应对核电厂复杂多变的工作环境。环境适应性通过一系列的可靠性测试和评估手段，验证设备的性能指标是否满足要求，为设备的安全可靠运行提供有力保障。可靠性测试与评估5.3质量115.4设备鉴定确定需鉴定的设备类型01根据核电厂安全系统的特点，明确需要鉴定的可编程数字设备类型，如控制器、传感器等。鉴定内容与要求02设备鉴定应包括功能性能、环境适应性、可靠性和安全性等方面的要求，确保设备在特定条件下能正常运行。鉴定方法与流程03制定详细的设备鉴定方法和流程，包括试验条件、测试项目、评定标准等，以确保鉴定结果的准确性和可靠性。5.4设备鉴定125.5系统的完整性功能完整性系统应能完整地执行其预定的安全功能，不应存在任何可能导致功能失效的缺陷。数据完整性系统应保证数据在传输、存储和处理过程中的完整性，防止数据被篡改或损坏。实体完整性系统应确保其硬件和软件组件的完整性，防止未经授权的修改或替换。5.5系统的完整性135.6独立性指可编程数字设备在执行其功能时，不受其他系统或设备的影响，能够独立完成预定任务。功能独立强调设备在安全性方面的独立性，即其安全功能不受其他系统或设备安全状态的影响，能够独立地提供所需的保护。安全独立指可编程数字设备在控制系统中的独立性，能够独立接收指令并执行相应的控制动作，不受其他设备或系统的干扰。控制独立5.6独立性145.7试验和校准能力专业的试验团队拥有专业的试验团队，具备丰富的核电厂安全系统试验经验，能够制定科学的试验方案并严格执行。全面的试验设施具备完善的试验设施，能够模拟核电厂安全系统在各种工况下的运行环境，确保可编程数字设备在投入使用前经过充分的验证。准确的试验结果通过试验，能够准确评估可编程数字设备在核电厂安全系统中的性能表现，为设备的选型和优化提供有力支持。5.7试验和校准能力155.8信息显示准确反映系统状态信息显示应避免使用模糊或具有歧义的表述，确保信息清晰、明确，防止操作人员产生误解。避免歧义和误解及时更新信息信息显示应实时更新，以反映系统状态的最新变化，确保操作人员获取的信息是准确且及时的。信息显示应准确反映核电厂安全系统的当前状态，包括设备运行状态、参数值等，以便操作人员做出正确判断。5.8信息显示165.9访问控制强制访问控制通过设定访问规则和限制，强制性地控制用户对系统资源的访问，以防止未经授权的访问和操作。自主访问控制允许资源所有者或其他具有相关权限的用户自行设定访问控制策略，以满足特定的安全需求。基于角色的访问控制根据用户的角色和权限来限制对系统功能和数据的访问，确保只有经过授权的用户才能访问特定的资源。5.9访问控制175.10维修预防性维修根据设备的使用情况和预设的维修计划，定期进行设备检查、保养和更换，以预防潜在的故障。纠正性维修在设备发生故障后，迅速进行故障诊断、隔离和修复，以恢复设备的正常运行。预测性维修利用先进的监测和诊断技术，实时评估设备的健康状态，预测潜在的故障，并提前采取维修措施。5.10维修185.11标识5.11标识合理的标识设置可以提高操作人员的识别效率，减少误操作，进而增强核电厂的整体安全性。标识与核电厂安全性的关联在核电厂安全系统中，标识是指用于识别、描述和指示系统、设备、功能或状态等特定信息的符号、文字、数字、颜色等的综合。标识的定义标识的主要目的是确保人员能够准确、迅速地识别系统、设备及其状态，从而保障核电厂的安全运行。标识的目的195.12辅助设施确保核电厂安全稳定运行辅助设施为核电厂提供必要的支持和保障，确保其安全稳定地运行。提升事故应对能力在核电厂发生事故时，辅助设施能够协助主系统应对紧急情况，减轻事故后果。满足监管要求辅助设施的设计和运行需要符合相关法规和标准，以确保核电厂的合规运营。5.12辅助设施030201205.13多机组核电厂同一厂址上建有多个核电机组共享某些重要设施和资源需要统一管理和协调各机组安全运行5.13多机组核电厂215.14人因工程考虑减少人为失误通过对操作界面、工作流程等进行优化设计，降低操作难度，从而减少人为失误的可能性。保障核电厂安全稳定运行人因工程是核电厂安全系统设计的重要环节，对于预防事故和减轻事故后果具有重要意义。提高操作员应对能力人因工程有助于提升操作员在复杂系统中的监控和操作能力，确保在异常情况下能够迅速准确地作出响应。5.14人因工程考虑225.15可靠性5.15可靠性明确可靠性定义可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。设定可靠性指标包括平均无故障工作时间、故障率等，用于定量评估设备的可靠性水平。强调可靠性的重要性高可靠性是核电厂安全系统稳定运行的基石，对于确保核安全至关重要。235.16共因失效准则03共因失效可能导致系统整体功能丧失。01多个设备或系统同时失效的现象。02由共同原因导致的失效，而非各自独立发生。5.16共因失效准则245.17商品级数字设备的使用设备可靠性评估在选择商品级数字设备时，应对其可靠性进行全面评估，包括设备的平均无故障时间、故障率等指标。设备兼容性验证确保所选设备能够与系统内其他设备或系统相互兼容，避免出现通信故障或数据交换问题。采购渠道与供应商审核选择正规采购渠道，对供应商进行严格的资质审核，确保设备来源的可靠性。5.17商品级数字设备的使用255.18简单性清晰简洁的代码编程时应采用简洁明了的代码结构，减少冗余和复杂逻辑，使代码易于阅读和理解。模块化设计通过将系统划分为多个独立的模块，每个模块具有特定的功能，可以降低系统的复杂性，提高可维护性和可扩展性。最小化功能复杂性在设计和实现可编程数字设备时，应尽可能简化功能，避免不必要的复杂性，以提高系统的可靠性和可维护性。5.18简单性266监测指令设备的功能和设计要求实时监测与数据采集监测指令设备应具备实时监测核电厂各项关键参数的功能，并能够准确、高效地采集数据。指令执行与控制设备应能够接收并准确执行来自控制系统的指令，确保核电厂安全稳定运行。故障诊断与报警监测指令设备应具备故障诊断功能，及时发现并报告异常情况，以便运营人员采取相应措施。6监测指令设备的功能和设计要求277执行装置的功能和设计要求接收和处理控制信号执行装置应能够准确接收来自控制系统的信号，并对信号进行处理，以确保正确的操作。执行预定动作根据控制信号的要求，执行装置应能够精确地执行预定的动作，如启动、停止、调节等。反馈状态信息执行装置应能够向控制系统反馈其当前的状态信息，包括位置、速度、温度等，以便进行监控和调整。7执行装置的功能和设计要求288对动力源的要求动力源应采用冗余设计，确保在主电源失效时，备用电源能够自动投入运行，保证可编程数字设备的持续供电。动力源应具有高度的稳定性，确保在设备正常运行期间，电源波动在允许范围内，不会对可编程数字设备造成不良影响。冗余设计稳定性要求8对动力源的要求29附录A(资料性)危害的识别和控制通过对系统功能和运行环境的全面了解，初步识别出可能存在的危害。初步危害分析详细危害分析危害清单编制针对初步识别出的危害，进一步深入分析其产生的原因、可能造成的后果以及发生的可能性。将识别出的危害进行整理和分类，形成详细的危害清单，为后续的控制措施提供依据。030201附录A(资料性)危害的识别和控制30A.1背景行业发展需求随着核电技术的不断进步，可编程数字设备在核电厂安全系统中的应用越来越广泛，需要制定相应的准则来确保其安全性和可靠性。国家标准制定为了规范核电厂安全系统中可编程数字设备的设计、制造、安装、调试和运行维护等方面的工作，国家出台了《核电厂安全系统中可编程数字设备的适用准则gb/t13629-2023》。国际标准接轨该准则的制定也参考了国际上的相关标准和最佳实践，以便更好地与国际接轨，提升我国核电技术的国际竞争力。A.1背景31A.2危害分析的目的通过对核电厂各系统进行全面分析，及时发现并识别出可能存在的危险源，为采取针对性措施提供依据。识别潜在危险对识别出的危险进行量化评估，确定其风险大小和发生概率，以便对高风险环节进行重点监控。评估风险程度基于危害分析结果，对核电厂安全系统的设计进行改进和优化，提高电厂抵御外部干扰和内部故障的能力。优化安全设计A.2危害分析的目的32A.3危害分析实施指导A.3危害分析实施指导明确核电厂安全系统中可编程数字设备的边界范围，包括软硬件组件及其与外部环境的交互。识别关键功能确定对核电厂安全至关重要的可编程数字设备功能，以及这些功能失效可能导致的潜在危害。设定分析目标制定危害分析的预期目标，为后续分析工作提供明确方向。分析系统边界33附录B(资料性)通信独立性冗余设计在通信系统中引入冗余设计，包括备用通信链路、冗余通信设备等，以确保在主通信路径故障时，能够迅速切换到备用路径，保持通信的连续性。错误检测与纠正实施有效的错误检测与纠正机制，如循环冗余校验（CRC）等，以及时发现并纠正通信过程中的数据错误，确保通信数据的准确性。抗干扰能力提升通信系统的抗干扰能力，采用差分信号传输、屏蔽线等技术手段，减少外界干扰对通信质量的影响。010203附录B(资料性)通信独立性34B.1背景行业发展需求随着核电技术的不断进步，核电厂安全系统中可编程数字设备的应用越来越广泛，需要制定相应的适用准则来确保其安全性和可靠性。为了规范核电厂安全系统中可编程数字设备的设计、制造、安装、调试和运行等环节，国家出台了《核电厂安全系统中可编程数字设备的适用准则gb/t13629-2023》。在制定本标准时，充分借鉴了国际上的先进经验和成熟技术，确保我国核电厂安全系统中可编程数字设备的技术水平与国际接轨。国家标准制定国际经验借鉴B.1背景35B.2讨论背景随着核电厂安全系统中可编程数字设备的广泛应用，制定相关适用准则势在必行。意义该准则为核电厂安全系统中可编程数字设备的设计、制造、安装、调试和运行等各个环节提供了统一的标准和指导。B.2讨论36附录C(资料性)多样性需求的确定通过引入多样性需求，可以减少单一故障点对整个系统的影响，从而提高系统的可靠性。提高系统可靠性多样性需求有助于发现和防止潜在的共模故障，进而增强系统的安全性。增强系统安全性满足多样性需求能够使系统适应更多复杂和多变的应用场景。拓宽系统应用场景附录C(资料性)多样性需求的确定37C.1多样性和纵深防御分析在核电厂安全系统中，采用不同类型的可编程数字设备，以防止共模故障的发生。设备类型多样性通过采用不同的软件设计方法、编程语言和开发环境，增加系统的抗干扰能力和容错性。软件设计多样性在确保安全功能实现的前提下，通过配置不同的功能模块，提高系统的灵活性和可扩展性。功能性多样性010203C.1多样性和纵深防御分析38C.2充分多样性以消除共因失效硬件多样性采用不同类型的硬件设备，以减少设备间的共因失效风险。软件多样性运用不同的编程语言、算法和架构设计，提高软件系统的容错能力。通讯多样性通过多种通讯协议和传输方式，确保数据传输的可靠性。C.2充分多样性以消除共因失效39C.3增加多样性以应对共因失效薄弱环节确保各多样性元素之间不存在相互干扰或依赖，以提高系统的可靠性。独立性原则各多样性元素应具备相同的功能性能，以便在需要时能够替代彼此。等效性原则通过增加多样性元素的数量，提高系统应对共因失效的能力。冗余性原则C.3增加多样性以应对共因失效薄弱环节40C.4多样性的手动控制和显示提高可靠性灵活应对异常情况弥补自动控制不足C.4多样性的手动控制和显示多样性的手动控制方式可以互为备用，当一种方式失效时，操作员可以选择其他有效方式进行控制，从而提高系统的可靠性。在核电厂运行过程中，可能会出现各种异常情况，手动控制能够让操作员根据实际情况灵活应对，及时调整控制策略。虽然自动控制技术在不断发展，但仍存在一些局限性，手动控制可以弥补这些不足，确保核电厂的安全稳定运行。41C.5多样性的自动控制多样性自动控制是指在核电厂安全系统中，采用多种不同的控制策略、技术或设备，以增加系统的可靠性和安全性。定义与目的由于核电厂安全系统的重要性，单一的自动控制手段可能存在潜在的风险。多样性自动控制通过引入不同的控制元素，降低共模故障的概率，提高系统的容错能力。必要性分析C.5多样性的自动控制42附录D(资料性)商品