Стр_АСУТП_рем. Учебное пособие структура асутп блока т т1 Программа подготовки слесарей по ремонту и обслуживанию автоматики
 Скачать 11.01 Mb.
|
|
2 Структурная схема комплекса технических средств АСУТП энергоблока ВВЭР-1000 2.1 Подсистемы АСУТП энергоблока Комплекс технических средств АСУТП – это совокупность средств получения, преобразования, передачи, представления и регистрации информации о ходе технологического процесса, выработки и реализации управляющих воздействий, устройств организации технологических и аварийных защит и блокировок. В соответствии с описанными выше функциями в составе АСУТП АЭС выделены следующие функциональные подсистемы: - подсистема теплотехнического контроля; - подсистема технологической и аварийной сигнализации; - подсистема технологических защит и блокировок; - подсистема дистанционного управления; - подсистема автоматического регулирования; - подсистема внутриреакторного контроля; - подсистема управления и защиты реакторной установки; - подсистема представления информации операторам; Каждая подсистема обеспечивает контроль и управление частью объекта или объединяет технические средства, выполняющие какую-либо одну определённую функцию. Общая структурная схема АСУ ТП энергоблока ЗАЭС представлена на рисунке 1.  Рисунок 1 – Общая структурная схема АСУ ТП энергоблока ЗАЭС 2.2 Подсистема теплотехнического контроля Подсистема теплотехнического контроля предназначена для сбора текущей информации о ходе технологического процесса, её преобразования для передачи в другие подсистемы АСУТП, а также представление её обслуживающему персоналу на средствах представления информации, установленных в районе технологического оборудования и на щитах управления (БЩУ, РЩУ и местных щитах управления) во всех режимах работы энергоблока. Подсистема теплотехнического контроля включает в свой состав: - измерительные преобразователи температур, давлений, уровней и расходов; - приборы химического и газового анализа технологических сред и воздуха в помещениях энергоблока; - системы контроля механических величин турбинного и реакторного отделений; - линии передачи информации от первичных измерительных преобразователей к вторичным преобразователям и приборам; - устройства преобразования и размножения сигналов; - средства представления информации операторам в удобной для восприятия форме. В качестве первичных измерительных преобразователей температуры на энергоблоках ЗАЭС наибольшее распространение получили термоэлектрические термометры (термопары) и термометры сопротивления. В качестве первичных измерительных преобразователей давления и уровня на энергоблоках ЗАЭС применяются преобразователи типа «Сапфир-22» и «Сафiр» различных модификаций. В измерительных каналах расхода используются комбинации первичных измерительных преобразователей типа «Сапфир-22» и вторичных преобразователей типа БИК-1 (ЕП4710). Химический и газовый анализ технологических сред в реакторном и турбинном отделениях осуществляется посредством автоматических систем контроля, включающих первичные измерительные преобразователи содержания кислорода, водорода, натрия, удельной электропроводности, устройства представления, сигнализации и передачи информации. Система контроля механических величин обеспечивает: - измерение амплитуды и частоты вибрации роторов и подшипников турбогенератора; - измерение осевого смещения роторов турбогенератора и ТПН, а также выдачу предупредительных и аварийных сигналов при превышении этими параметрами установленных пределов; - измерение частоты вращения ротора турбогенератора и ГЦН. Для передачи измерительной информации от первичных измерительных преобразователей к потребителям в системе теплотехнического контроля энергоблоков ЗАЭС применяются электрические сигналы, передаваемые по кабельным линиям связи. Информация от измерительных преобразователей давления, уровня и расхода передается нормированным сигналом постоянного тока, изменяющегося в диапазоне от 0 мА до 5 мА. Этот же тип сигнала применяется для передачи измерительной информации от нормирующих преобразователей, работающих в каналах измерения температуры, требующих размножения измеренного сигнала по потребителям, выполняемого одним первичным измерительным преобразователем. В измерительных каналах, не требующих размножения информации по потребителям, как, например, «прямые» измерительные каналы УВС, сигналы передаются в виде постоянного напряжения. Для передачи информации к потребителям от измерительных преобразователей специальных измерений (механические величины, химический и газовый анализ) используется унифицированный сигнал 0÷5 мА постоянного тока. Передача измерительной информации осуществляется по кабельным линиям, проложенным в соответствии с требованиями нормативной и технической документации. Организационными и техническими мероприятиями обеспечивается защита информационных кабельных линий от механических и тепловых повреждений, защита от помех, вызванных электрическими и магнитными полями, резервирование линий связи, передающих важную для безопасной эксплуатации энергоблока информацию. Устройства преобразования измерительной информации предназначены для приема сигналов от первичных измерительных преобразователей и ее первичной обработки с целью превращения в форму, удобную для передачи на достаточно большие расстояния и размножения по потребителям. В качестве вторичных преобразователей на энергоблоках ЗАЭС используются: - в каналах измерения температуры термоэлектрическими термометрами – Ш-78, ЕП4700АС; - в каналах измерения температуры термопреобразователями сопротивления – Ш-79, ЕП4701АС; - в каналах измерения расхода – БИК-1, ЕП4710АС, ЕП8502. В  о всех вышеперечисленных измерительных каналах может применяться универсальный преобразователь сигналов ПрС-2 производства СНПО «Импульс» (г. Северодонецк), представленный на рисунке 2. Рисунок 2 – Преобразователь сигналов ПрС-2 Особенностью метода измерения температуры термоэлектрическими преобразователями является необходимость компенсации погрешности, обусловленной ненулевой температурой свободных концов термопреобразователя. Для компенсации этой погрешности на энергоблоках ЗАЭС применяются несколько способов, выбор которых определяется из условий размещения первичного преобразователя температуры в помещениях энергоблока: - использование автоматических компенсирующих устройств УКМ-6 (ГО); - компенсация температуры свободных концов промежуточным измерительным преобразователем (ТО, обстройка РО); - измерение температуры свободных концов термопреобразователя независимым термопреобразователем сопротивления и компенсация погрешности средствами вычислительной техники (СВРК, «прямые» измерительные каналы УВС). Устройствами, выполняющими функции размножения сигналов измерительных преобразователей, являются блоки БГРТ и БРТ. Блоки размножения расположены в шкафах размножения токовых сигналов – РТ. Блоки БРТ имеют шесть выходных каналов, а блоки БГРТ – от четырех до шести, в зависимости от модификации. 2.2.1 Типовые структурные схемы измерительных каналов Типовая структурная схема канала измерения температуры термопреобразователем сопротивления представлена на рисунке 3.  Рисунок 3 – Типовая структурная схема канала измерения температуры термопреобразователем сопротивления Типовая структурная схема канала измерения температуры термоэлектрическим преобразователем представлена на рисунке 4.  Рисунок 4 – Типовая структурная схема канала измерения температуры термоэлектрическим преобразователем Типовая структурная схема канала измерения давления, перепада давлений и уровня представлена на рисунке 5.  Рисунок 5 – Типовая структурная схема канала измерения давления, перепада давлений и уровня Типовая структурная схема канала измерения расхода представлена на рисунке 6.  Рисунок 6 – Типовая структурная схема канала измерения расхода 2.3 Система внутриреакторного контроля Ядерный реактор представляет собой специфический объект контроля и управления. Специфика ядерного реактора, как объекта контроля, обусловлена высоким уровнем нейтронного потока в активной зоне, высоким значением мощности гамма-излучения и высокими параметрами теплоносителя первого контура. Высокое удельное энерговыделение и малый запас по теплотехнической надежности в ядерном реакторе ВВЭР-1000 вызвали необходимость обеспечения контроля основных нейтронно-физических и теплогидравлических параметров непосредственно в активной зоне. Функции контроля параметров непосредственно в активной зоне ядерного реактора выполняет система внутриреакторного контроля. Система ВРК предназначена для обеспечения безопасной и экономичной эксплуатации реактора в энергетическом диапазоне путем сбора, обработки и представления информации оператору о состоянии активной зоны и первого контура. На энергоблоках ЗАЭС установлены несколько модификаций СВРК, идентичные по номенклатуре и типам внутриреакторных детекторов, но отличающиеся конструктивным исполнением и программным обеспечением информационно-измерительного комплекса. На сентябрь 2008 года распределение модификаций СВРК по энергоблокам ЗАЭС следующее: - энергоблоки 1, 2 и 6 – СВРК «Гиндукуш» и ВМПО СВРК «Хортица»; - энергоблок 3 – ПТК НУ СВРК-М на базе МСКУ-1 и ПТК ВУ СВРК; - энергоблок 4 – ПТК СВРК-М на базе МСКУ-2.13 и ПТК ВУ СВРК; - энергоблок 5 – первичная обработка сигналов СВРК «Гиндукуш» и ПТК ВУ СВРК. Система СВРК, установленная на энергоблоках 1, 2, 6, состоит из ИИК СВРК «Гиндукуш» и ВМПО СКР «Хортица». ВМПО СКР «Хортица» реализована в двух СВК на базе миниЭВМ СМ-2М, работающих в дублирующем режиме. Система работает в информационном режиме, предоставляя оператору информацию для правильного ведения технологического процесса с целью соблюдения допустимых пределов работы реакторной установки. При этом оператору в удобной для восприятия форме и с достаточной степенью точности, оперативности и достоверности представляется информация о тепловой мощности реактора, распределении энерговыделения по объему активной зоны, температурам теплоносителя первого контура в различных зонах реакторной установки и т.д. Функции СВРК: - прием информации от первичных измерительных преобразователей ВРК и ТТК; - расчет нейтронно-физических и теплогидравлических параметров РУ; - представление информации операторам в виде форматов на ВКУ; - формирование сигналов ПЗ-2; - накопление информации в архиве; - представление информации в виде бланков регистрации; - передача измерительной информации во внешние подсистемы; - диагностика состояния технических и программных ресурсов. На рисунке 7 представлена структурная схема системы ВРК энергоблоков 1, 2, 6. В качестве первичных измерительных преобразователей энерговыделения в активной зоне ядерного реактора в СВРК используются ДПЗ, конструктивно объединенные в измерительные каналы. В каждом КНИ расположено по 7 детекторов, разнесенных по высоте активной зоны. СВРК принимает информацию в виде токовых сигналов низкого уровня от 64-х измерительных каналов, расположенных в центральных трубах ТВС. Измерение температуры теплоносителя на выходе из активной зоны осуществляется термоэлектрическими термометрами, расположенными над ТВС. В системе реализован контроль температуры теплоносителя на выходах 95 кассет. Три термоэлектрических термометра расположены в верхней части корпуса реактора. Компенсация погрешности, обусловленной ненулевой температурой свободных концов, осуществляется в специальных устройствах компенсации, расположенных в центральном зале РО. Температура теплоносителя в петлях ГЦК измеряется с помощью 16 термоэлектрических термометров и 8 термопреобразователей сопротивления. Кроме того СВРК принимает сигналы от измерительных преобразователей системы ТТК энергоблока. На энергоблоках 1, 2, 6 установлены по два ИИК СВРК «Гиндукуш», работающих в дублирующем режиме. Каждый комплект СВРК обеспечивает прием, обработку и вывод информации по всей номенклатуре измерительных каналов. Исключение составляют измерительные каналы КНИ. Каждый из комплектов СВРК имеет связь с 32 КНИ. Распределение нейтронных каналов между комплектами выполнено таким образом, что бы при отказе любого из ИИК СВРК «Гиндукуш» в активной зоне реактора не возникало бы неконтролируемых участков.   Рисунок 7 – Структурная схема СВРК ВМПО СВРК, функционирующее в СВК №5 и №6, предназначено для: - выполнения расчетов значений параметров активной зоны и узлов реакторной установки в зонах, не имеющих первичных измерительных преобразователей; - выполнения комплексных нейтронно-физических расчетов; - представления информации операторам; - накопления информации в архиве; - представления информации в виде выходных форм бланков регистрации; - диагностики состояния измерительных каналов; - корректировки параметров измерительной системы. В качестве средств представления информации, рассчитанной ВМПО СВРК, на энергоблоках 1, 2, 6 используются видеоконтрольные устройства ИИК СВРК «Гиндукуш». Переключение источников информации, выводимой на форматы СВРК, осуществляется оператором вручную. На энергоблоках 3, 4, 5 установлена модернизированная система внутриреакторного контроля. В качестве источников информации в СВРК-М применяются те же первичные измерительные преобразователи, что и в ИИК СВРК «Гиндукуш». СВРК-М условно подразделяется на систему нижнего уровня, осуществляющую первичную обработку информации и ПТК верхнего уровня, выполняющего функции расчета, архивирования и представления информации. Структурная схема ПТК СВРК-М энергоблока №4 представлена на рисунке 8. Нижний уровень СВРК-М на энергоблоках 3 и 4 реализован на базе шкафов ВРК, представляющих из себя микропроцессорные системы контроля и управления. Шкафы ВРК объединены в локальную вычислительную сеть нижнего уровня. На энергоблоке №5 первичная обработка измерительной информации выполняется в стойках приема и обработки сигналов ИИК СВРК «Гиндукуш». Верхний уровень СВРК-М представляет собой дублированную локальную вычислительную сеть, построенную по топологии «звезда» и функционирующую под управлением ОС Linux, узлы которой выполняют строго определенные функции: - СКСО – серверы КСО (прием кодированной информации из ЛВС НУ СВРК-М и выдача ее в сеть ВУ); - СОК – серверы оперативного контроля (нейтронно-физические и теплогидравлические расчеты параметров РУ); - СВУ – серверы неоперативного контроля (расчеты корректирующих коэффициентов измерительной системы, фоновые неоперативные расчеты); - РМРО – рабочие места оператора реакторного отделения (представление информации в виде видеоформатов, графиков, таблиц и гистограмм); - САД – серверы архивирования и документирования (накопление информации в архиве, вывод информации в виде бланков регистрации); - СДК – серверы данных и коммуникаций (обмен информацией с подсистемами АСУТП энергоблока и АЭС); - СДИ – рабочие станции дежурного инженера (управление функционированием системы, диагностика и сопровождение программного обеспечения). Узлы ЛВС работают в режиме «горячего» резерва и, в случае отказа любого из них, система безударно переключается на дублирующий узел.  Рисунок 8 – Структурная схема СВРК-М энергоблока №4 В отличие от комплекса СВРК «Гиндукуш» - ВМПО СКР «Хортица», в СВРК-М не предусмотрена функция переключения видеоконтрольных устройств БЩУ на прием информации от верхнего или нижнего уровней системы. Вся информация на видеоформатах СВРК представляет собой обработанные в серверах оперативного контроля данные. Оператор имеет возможность выбрать в качестве источника информации, представляемой на видеоконтрольных устройствах, серверы оперативного контроля первого или второго полукомплектов ВУ СВРК. В СВРК-М в значительной мере, по сравнению с СВРК «Гиндукуш», уменьшена длительность цикла опроса измерительных преобразователей (τ=1 сек.), уменьшено время обработки данных и период их обновления на видеоконтрольных устройствах. Глубина долговременного архива увеличена до длительности кампании активной зоны. Реализован современный человеко-машинный интерфейс, позволяющий управлять функциями представления информации с помощью оптического манипулятора типа «мышь». 2.4 Система управления органами регулирования и защит реакторной установки Система 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 9. |