АСУТП_Пс_651(после нормоконтроля). Структура комплекса технических средств
 Скачать 3.81 Mb.
|
3.3 Система управления и защиты реакторной установкиСистема управления и защиты реактора предназначена для управления реактором при его пуске, работе на мощности, плановом или аварийном останове реактора в следующих режимах:
В состав СУЗ входят следующие подсистемы (системы):
Функциональная схема системы управления и защиты реактора энергоблока ЗАЭС представлена на рисунке 4. 3.3.1 Система аварийной и предупредительной защит реактораАЗ реактора предназначена для перевода РУ в подкритическое состояние, защиты активной зоны от недопустимых отклонений основных параметров реакторной установки, путем своевременного прекращения. Аварийная защита реактора это функция безопасности, которая обеспечивает быстрый перевод активной зоны реактора в подкритическое состояние и поддержание ее в этом состоянии. Предупредительная защита реактора это функция безопасности, которая предотвращает срабатывание АЗ и обеспечивает полное или частичное снижение мощности реактора. Система аварийной защиты включает в себя АЗ, ПЗ-1 и ПЗ-2. Сигналы АЗ вызывают падение всех органов регулирования (путем отключения силового питания приводов) под действием собственного веса до крайнего нижнего положения. Время падения органов регулирования составляет от 1,5 с. до 4 с. Действие АЗ не прекращается независимо от того, снялась ли первопричина срабатывания или нет.    УПЗ СРТ СРТ Р исунок 4 – Функциональная схема системы СУЗ энергоблока ЗАЭС Первопричинами срабатывания аварийной защиты реакторной установки являются следующие условия: 1) период разгона реактора (в любом из диапазонов измерения плотности нейтронного потока) - менее 10 с; Примечание - Периодом реактора называется промежуток времени, за который нейтронная мощность реактора изменяется в е раз (е=2,71828...). 2) увеличение плотности нейтронного потока более заданного оператором значения (в любом из диапазонов измерения АКНП); 3) увеличение плотности потока нейтронов более 107% Nном; 4) уменьшение разности температуры насыщения теплоносителя первого контура и максимальной температуры в любой из горячих ниток ГЦТ менее 10 °С (ΔTS<10 °С); 5) снижение давления теплоносителя первого контура менее: - 140 кгс/см2 при температуре в горячих нитках ГЦК более 260 °С; - 148 кгс/см2 при температуре в горячих нитках ГЦК более 260 °С и NРУ>75 % NНОМ; 6) снижения перепада давления на любом из работающих ГЦН с 4 кгс/см2 до 2,5 кгс/см2 за время менее 5 с.; 7) увеличение разности температур насыщения теплоносителя первого контура и рабочего тела второго контура более 75 °С при давлении во втором контуре менее 50 кгс/см2; 8) увеличение давления в первом контуре более 180 кгс/см2; 9) увеличение давления в защитной локализующей оболочке реакторной установки более 0,3 кгс/см2; 10) отключение одного из двух работающих ГЦН при мощности реактора по показаниям АКНП NАКНП>5% NНОМ (выдержка времени – 1,4 с.); 11) отключение двух их четырех работающих ГЦН одновременно или последовательно в течение времени менее 70 с. при нейтронной мощности NРУ>75 % NНОМ (выдержка времени – 6 с.); 12) сейсмическое воздействие на уровне земли более 6 баллов; 13) снижение уровня в любом из парогенераторов при работающем ГЦН данной петли ГЦК менее 650 мм ниже номинального (выдержка времени – 5 с.); Примечание - В связи с тем, что первичные измерительные преобразователи уровня в парогенераторах для первого и второго комплектов АЗ установлены в районе холодных и горячих коллекторов, соответственно, электрические значения уставок срабатывания защит выставлены с учетом различной плотности воды при разной температуре (для первого комплекта АЗ уставка больше, чем для второго). 14) повышение температуры теплоносителя в горячей нитке любой из петель ГЦК более чем на 8 °С по сравнению с номинальным значением; 15) снижение уровня теплоносителя в компенсаторе давления ниже 4600 мм (выдержка времени – 5 с.); 16) снижение частоты напряжения на трех из четырех секциях электропитания ГЦН менее 46 Гц; 17) увеличение давления в любом из парогенераторов при работающем ГЦН соответствующей петли ГЦК более 80 кгс/см2 (защита шунтируется через 50 с. после отключения соответствующего ГЦН); 18) исчезновение силового питания 220 В 50 Гц на двух вводах СУЗ (выдержка времени – 3 с.); 19) исчезновение надежного питания СУЗ 380/220 В 50 Гц на двух из трех вводах; 20) исчезновение электропитания =220 В на двух вводах любой из панелей аварийных команд (ПАК2); 21) ключ АЗ БЩУ или РЩУ. Примечание – В защитах, срабатывающих при превышении контролируемого параметра, реализован алгоритм контроля исправности измерительных каналов аварийных сигналов. Для этих целей в измерительных каналах установлены дополнительные аналого-дискретные преобразователи («обрывные»), формирующие сигнал, приводящий к переводу в сработанное состояние информационный канал, при возникновении неисправности измерительного преобразователя или линий связи. Сигналы ПЗ 1-го рода вызывают поочередное движение всех групп органов регулирования вниз, начиная с рабочей группы (в порядке уменьшения их номеров) с рабочей скоростью 20 мм/с. Движение органов регулирования прекращается при исчезновении сигнала, вызвавшего срабатывание предупредительной защиты. Срабатывание ПЗ-1 инициируется при возникновении любого из следующих условий: 1) период разгона реактора в любом из диапазонов измерения уровня нейтронного потока менее 20 с.; 2) увеличение плотности потока нейтронов в любом из диапазонов её измерения выше заданной оператором уставки; 3) увеличение давления теплоносителя над активной зоной более 172 кгс/см2; 4) увеличение температуры теплоносителя в любой из горячих ниток ГЦК более чем на 3 °С от номинального значения; 5) увеличение давления в главном паровом коллекторе более 70 кгс/см2; 6) снижение частоты напряжения электропитания любого из ГЦН менее 49 Гц; 7) исчезновение электропитания =220 В на панели аварийных команд ПЗ (3ПАК2); 8) исчезновение надежного питания СУЗ 220 В 50 Гц на двух из трех вводов; 9) воздействие ключом ПЗ-1 с БЩУ. Примечание – При выводе в «проверку» любого из комплектов аварийных защит происходит шунтирование защит ПЗ-1 по сигналам от АКНП выведенного из работы комплекта с сигнализацией на БЩУ «ПЗ-1 шунтировано». Кроме того, через систему ПЗ-1 осуществляется разгрузка энергоблока от устройства РОМ при следующих условиях: 1) снижение частоты на трех из четырех секциях электропитания работающих ГЦН менее 49 Гц – разгрузка до N=90% Nдоп; 2) отключение одного из четырех работающих ГЦН – разгрузка до N=67% Nдоп; 3) отключение 2-х противоположных ГЦН из 4-х работающих – разгрузка до N=49% Nдоп; 4) отключение 2-х смежных ГЦН из четырех работающих – разгрузка до N=39% Nдоп; 5) отключение одного из двух работающих ТПН – разгрузка до N=49% Nдоп; 6) отключение последнего работающего ТПН - разгрузка до N=10% Nном; 7) отключение генератора от сети – разгрузка до N=39% Nном; 8) закрытие двух из четырех стопорных клапанов турбины - разгрузка до N=39% Nном. Предупредительная защита 2-го рода запрещает движение органов регулирования вверх до исчезновения сигнала, вызвавшего ее срабатывание. Условия работы защиты ПЗ-2: 1) повышение уровня плотности потока нейтронов в диапазоне источника (пусковом диапазоне) выше заданной уставки; 2) увеличение давления теплоносителя над активной зоной более 165 кгс/см2; 3) падение одного органа регулирования СУЗ; 4) незакрытое состояние арматуры ТК70S11 или TK70S14; Примечание – При срабатывании защиты на панели БЩУ HY-18 срабатывает сигнализация «Работа ТК70S11, TK70S14 ПЗ-2». При закрытии вышеуказанных арматур сигнал ПЗ-2 снимается и сигнализация автоматически отключается. 5) температура теплоносителя первого контура на выходе из отдельной ТВС по показаниям СВРК более допустимой (на ЗАЭС не реализована); 6) тепловая мощность реактора по показаниям СВРК для данного количества работающих ГЦН более допустимого значения (на ЗАЭС не реализована); 7) запас до кризиса теплоотдачи на поверхности ТВЭЛ по показаниям СВРК менее допустимого значения (на ЗАЭС не реализована); 8) локальное энерговыделение по показаниям СВРК более допустимого значения (на ЗАЭС не реализована). Система АЗ и ПЗ предусматривает:
Системой предусмотрено два независимых трехканальных комплекта АЗ и один трехканальный комплект ПЗ со своими первичными преобразователями и блоками питания. УПЗ вызывает падение группы ОР СУЗ до крайнего нижнего положения под действием собственного веса и снижение уровня мощности реактора на величину от 30% до 40% номинальной мощности реакторной установки. Действие УПЗ формируется при мощности РУ более 75% Nном (при мощности реакторной установки менее 75% номинальной сигнал УПЗ шунтируется). Устройство разгрузки и ограничения мощности предназначено для ограничения по максимуму тепловой и нейтронной мощности реакторной установки, на уровне, который устанавливается автоматически в зависимости от числа включенных ГЦН, ТПН, положения СРК, частоты питающей сети ГЦН, а также в зависимости от того состояния выключателя ВНВ-750. Состав технических и программно-технических средств, на базе которых реализованы аварийная и предупредительная защиты на энергоблоках ЗАЭС, представлен в таблице 3 (первая половина 2009 года). В ходе работ по модернизации оборудования АСУТП энергоблоков ОП ЗАЭС на энергоблоках №1 и №3 установлены ПТК АЗ-ПЗ (ЗАО «Радий» г. Кировоград). Таблица 3 – Состав технических средств АЗ и ПЗ на энергоблоках ОП ЗАЭС
В состав оборудования систем АЗ и ПЗ производства ВНИИЭМ входят: - базовые шкафы УКТС, предназначенные для приема аналоговых сигналов от первичных измерительных преобразователей и выдачи дискретных сигналов от АДП, при нарушении контролируемыми параметрами установленных пределов; - панели формирования сигналов (ПФС2 и ПФС3), предназначенные для приема сигналов от измерительных преобразователей, их логической обработки, усиления и формирования сигналов аварийных и предупредительных защит. ПФС2 работает совместно с ПФС3 в системе АЗ. ПФС3 работает как в системе АЗ (совместно с ПФС2), так и в системе ПЗ; - панель аварийных команд (ПАК2), предназначенная для формирования по сигналам из ПФС3 соответствующих команд в систему группового и индивидуального управления органами регулирования СУЗ, в систему электропитания СУЗ и другие системы; - панель шунтирования сигналов (ПШС1), предназначенная для формирования сигналов, которыми шунтируются выходные сигналы панелей ПФС3; - панель сигнализации первопричины срабатывания (ПСП2), предназначенная для формирования и фиксации сигналов срабатывания аварийной и предупредительной защиты; - панель контроля неисправности (ПКН1), предназначенная для формирования обобщенного сигнала неисправности электрооборудования щита СУЗ. Сигналы АЗ, ПЗ-1 и ПЗ-2 поступают в панели ПФС. Каждая панель ПФС представляет собой один канал АЗ(ПЗ) и формирует сигнал, обработанный по проектным алгоритмам, в панель ПАК2. Панель ПАК2 выдает сигналы: - на падение органов регулирования СУЗ в активную зону реактора (АЗ); - перемещение ОР СУЗ вниз с рабочей скоростью (20 мм/с) для снижения мощности РУ (ПЗ-1); - запрет перемещения органов регулирования вверх (ПЗ-2). Структурная схема одного комплекта АЗ представлена на рисунке 5.  Рисунок 10 – Структурная схема комплекта АЗ  Аварийные команды Рисунок 5 – Структурная схема комплекта АЗ Для исключения возможных отказов АЗ в случае возникновения пожара в каком-либо из помещений, в которых расположено оборудование или другом повреждении СУЗ, реализована одновременная автоматическая передача исполнительной команды АЗ: - на панель силового управления каждого привода (отключение питания); - на отключение силовых вводов СУЗ по переменному току и по постоянному току (отключение силовых трансформаторов СУЗ и батарей). На части энергоблоков вместо оборудования аварийных защит разработки и производства ВНИИЭМ установлены ПТК АЗ-ПЗ, реализующие всю номенклатуру функций старого оборудования. Функции ПТК АЗ-ПЗ: - автоматический контроль текущих значений технологических и нейтронно-физических параметров реактора в проектных диапазонах; - формирование и выдача управляющих сигналов АЗ, ПЗ-1, ПЗ-2 при выходе контролируемых технологических и нейтронно-физических параметров за пределы установленных граничных значений (уставок); - формирование и выдача информационных сигналов для звуковой и световой сигнализации на БЩУ; - хранение информации в оперативном, суточном и долговременном архивах и вывод архивных данных на отображение и регистрацию; - обмен с другими подсистемами СУЗ (АКНП, АРМ, РОМ, СГИУ) и другими системами энергоблока (АСУТ, СВРК, УВС); - опробование защит комплекта ПТК АЗ-ПЗ перед пуском блока и при работе реактора на мощности (в процессе регламентного обслуживания или после устранения дефекта) без воздействия на ОР СУЗ. Состав ПТК АЗ-ПЗ: - шкаф промежуточных клеммников ШПК-1 (3 шт.); - шкаф формирования сигналов ШФС-1 (3 шт.); - шкаф кроссовый выходной КШВ-1; - две рабочие станции (РС) на базе IBM PC – совместимых ПЭВМ; - рабочее место технолога РМТ; - стенд проверки ПТК АЗ-ПЗ. Для повышения надежности срабатывания защит, в ПТК АЗ-ПЗ реализовано три уровня формирования выходных сигналов на основе мажоритарной логики «2 из 3» (в блоке формирования сигналов защит БФЗ-1, в блоке формирования сигналов БФС-1 и в кроссовом шкафу выходном КШВ-1). Формирование сигналов аварийной и предупредительной защиты обеспечивается тремя независимыми каналами (тремя шкафами формирования сигналов ШФС-1, идентичными по своему конструктивному исполнению и выполняемым функциям). Информация по каждому технологическому параметру вводится от трех независимых источников для каждого ШФС-1. Входные дискретные сигналы, сигналы от аналоговых измерительных преобразователей и термоэлектрических преобразователей типа хромель-копель, подключены через соответствующие ШПК-1, которые выполняют функцию сопряжения. Каждый канал реализован на основе мажоритарной логики (принимая сигналы защит из других каналов, на выходе формируются сигналы «2 из 3», которые затем поступают в КШВ-1Д). КШВ-1Д реализован таким образом, что ПТК АЗ-ПЗ выдаст сигналы аварийной защиты только в том случае, если эти сигналы будут сформированы в двух или трех ШФС-1Д. Функциональная схема ПТК АЗ-ПЗ представлена на рисунке 6.  Рисунок 6 – Функциональная схема ПТК АЗ-ПЗ Информация из шкафов ШФС-1Д, КШВ-1Д по оптоволоконным кабелям передается на рабочую станцию, что позволяет провести визуальный контроль на мониторе рабочей станции срабатывания АЗ в каждом канале в отдельности и в шкафу КШВ-1Д. Выдача диагностической и технологической информации, поступающей на рабочую станцию, производится через оптоволоконные приемопередатчики, расположенные в блоках диагностики БДН-1Д каждого шкафа, посредством оптоволоконных кабелей. Информация с рабочей станции передается на рабочее место технолога для представления на видеоконтрольном устройстве. Прием сигналов от первичных измерительных преобразователей и внешних подсистем, их логическая обработка и формирование команд защит выполняется в шкафу формирования сигналов. ШФС-1 обеспечивает: - прием текущих значений технологических и нейтронно-физических параметров реактора; - формирование и выдачу управляющих сигналов АЗ, ПЗ-1и ПЗ-2 при выходе контролируемых технологических и нейтронно-физических параметров за пределы установленных граничных значений; - формирование и выдачу информационных сигналов для звуковой и световой сигнализации на БЩУ; - диагностику технических и программных средств ПТК АЗ ПЗ, предусматривающую непрерывный автоматический контроль работоспособности. Цифровой код входных сигналов из блоков ввода аналоговых сигналов (БВА-1), блоков ввода дискретных сигналов (БВД-1) и блоков ввода сигналов термопреобразователей (БВТ-1) передается в блок формирования сигналов защит (БФЗ-1). Диагностическая информация о состоянии этих блоков передается в блок диагностики (БДН-1). В блоке БФЗ-1 программно выполняется формирование сигналов срабатывания аварийной и предупредительных защит при выходе контролируемых технологических и нейтронно-физических параметров за пределы установленных граничных. Для повышения надежности срабатывания, в логическую структуру каждого канала передаются сигналы срабатывания алгоритмов из БФЗ-1 двух других каналов. Информация о первопричине срабатывания сигналов АЗ, ПЗ-1и ПЗ-2 передается в блок сигнализации первопричины БСП-1. Параллельно с этим передается диагностическая информация о состоянии БФЗ-1 в БДН-1. В субблок релейных выходов АЗ СРВ-1 каждого канала сигналы АЗ передаются от БФЗ-1 своего канала и двух других каналов. В субблок релейных выходов ПЗ СРВ-2 каждого канала сигналы ПЗ-1 и ПЗ-2 передаются от БФЗ-1 своего канала и двух других каналов. Эти сигналы управляют реле, находящимися в БФС-1, которые включены таким образом, что сигнал на выходе реализуется по принципу мажоритарной логики «два из трех». Прекращение формирования сигналов АЗ и ПЗ-1 в БФС-1 происходит по директиве оператора БЩУ. Размноженные сигналы АЗ, ПЗ-1и ПЗ-2 передаются в КШВ-1. КШВ-1Д обеспечивает: - формирование, реализованное на основе мажоритарной логики и выдачу управляющих сигналов АЗ по каждому технологическому параметру, полученных от шкафов формирования сигналов; - отображение технологической информации и сигнализация первопричины. Информация о режимах работы ПТК, текущих значениях аналоговых и дискретных входных параметров, архивная информация, диагностическая информация доступны на видеоконтрольных устройствах рабочих станций и рабочего места технолога. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||