核電廠儀表與控制

核電廠儀表與控制壓水堆核電廠操縱人員基礎(chǔ)理論培訓(xùn)系列教材核電廠儀表與控制系統(tǒng)概述自動控制與調(diào)節(jié)基本常識核電廠反應(yīng)堆功率檢測儀表核電廠過程參數(shù)檢測儀表核電廠反應(yīng)堆控制系統(tǒng)反應(yīng)堆冷卻機系統(tǒng)過程參數(shù)的控制二回路過程參數(shù)的控制汽輪機的控制和保護反應(yīng)堆保護系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)簡述核電廠控制室和信息系統(tǒng)一、核電廠儀表與控制系統(tǒng)概述1、核電廠儀表與控制系統(tǒng)的組成和功能①系統(tǒng)的組成：壓水堆核電廠主要由核反應(yīng)堆、一回路系統(tǒng)、二回路系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)組成。壓水堆核電廠主要的測量系統(tǒng)有：核儀表系統(tǒng)、堆芯中子注量率測量系統(tǒng)、反應(yīng)堆堆芯溫度測量系統(tǒng)、反應(yīng)堆堆芯水位測量系統(tǒng)、控制棒棒位測量系統(tǒng)、汽輪機監(jiān)測系統(tǒng)、電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)以及壓力測量系統(tǒng)、硼濃度的測量系統(tǒng)、機械位移、轉(zhuǎn)速和振動的測量系統(tǒng)等。壓水堆核電廠主要的控制系統(tǒng)有：反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷卻劑平均溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、化學(xué)和容積控制系統(tǒng)、汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)、蒸汽旁路排放控制系統(tǒng)、穩(wěn)壓器壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、穩(wěn)壓器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)、給水流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)和除氧器調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。②系統(tǒng)的功能：監(jiān)視功能——操縱人員通過儀表顯示，可全面了解核電廠運行狀況；控制功能——主要包括反應(yīng)堆控制系統(tǒng)、蒸汽旁路排放控制系統(tǒng)、穩(wěn)壓器壓力和液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)、汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)；保護功能——當(dāng)某些運行參數(shù)超過安全整定值時，立即觸發(fā)反應(yīng)堆保護系統(tǒng)，停閉反應(yīng)堆。2、核電廠儀表與控制系統(tǒng)的工作特點①傳感器的工作環(huán)境惡劣：核電廠所用的傳感器，要考慮到中子和γ射線輻射對材料的影響和輻射發(fā)熱等問題。②設(shè)置有安全系統(tǒng)：為確保核電廠安全的運行，在設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試等階段都有相應(yīng)的質(zhì)量保證措施，要求保護系統(tǒng)要有手動觸發(fā)保護的功能，要遵守單一故障準(zhǔn)則、故障安全準(zhǔn)則，并具有可實驗性和可維修性。③核測量儀表的特殊性：1）核探測器輸出信號幅值低,現(xiàn)場干擾大,常需要采用一些特殊措施以提高信噪比。2）多數(shù)核探測器都有很高的內(nèi)阻,可以把它看成一個電流源。要求測量電路具有高的輸入阻抗。3）要測量的中子注量率范圍寬,用一種探測器和測量電路難于滿足要求,須采用多種探測器。4）信號電纜長,工作環(huán)境惡劣,要求具有耐高溫、抗輻照、抗干擾、低噪聲和高絕緣等特性。3、核電廠儀表與控制系統(tǒng)的安全分級①安全及設(shè)備：安全級（簡稱1E級）的儀表及其供電設(shè)備，是完成反應(yīng)堆安全停堆、安全殼隔離、堆芯冷卻以及從安全殼核反應(yīng)堆排出熱量所必需的，或者是防止放射物質(zhì)向環(huán)境過量排放所必需的。②安全有關(guān)的設(shè)備：安全有關(guān)的設(shè)備（簡稱SR),在實現(xiàn)或保持和電廠安全方面其補充、支持或間接地作用，因此有可能避免觸發(fā)安全及系統(tǒng)和設(shè)備，也可能避免或緩解假定始發(fā)事件的后果，或者改善安全及設(shè)備功能的效果。③非安全重要設(shè)備：非安全重要（簡稱NS）儀表及其供電設(shè)備，在實現(xiàn)或保持電廠安全方面無明顯作用。二、自動控制與調(diào)節(jié)基本知識1、自動控制系統(tǒng)①開環(huán)控制和閉環(huán)控制：開環(huán)控制系統(tǒng)——如果系統(tǒng)的輸出量與輸入量之間不存在反饋，則叫做開環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)——凡是系統(tǒng)輸出量對控制系統(tǒng)作用能有直接影響的系統(tǒng)，都叫做閉環(huán)控制系統(tǒng)。②閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成：1）測量元件——它的作用是把被控制的物理量檢測出來。2）整定元件——它的職能是給出代表整定值(期望值)即被控制量應(yīng)取的數(shù)值的信號。3）比較元件——它的作用是把測量元件給出的實測信號與整定元件給出的信號加以比

較，并輸出偏差信號。4）放大元件——由于比較元件給出的偏差信號較弱,不能直接推動執(zhí)行元件,所以要利用放大元件把微弱的偏差信號進行電壓放大和功率放大,輸出符合執(zhí)行元件工作要求的信號。5）執(zhí)行元件——它的作用是根據(jù)放大元件·輸出信號的大小和極性,相應(yīng)改變被控對象的輸入量,使它的輸出量趨近給定值。6）校正元件——控制系統(tǒng)組成以后,控制器的控制作用如果與被控對象不相適應(yīng),其控制質(zhì)量可能很差,甚至不能正常工作。因此,在實際系統(tǒng)中通?？傄艘恍┭b置用來改善系統(tǒng)的品質(zhì),這些引人的元件就叫做校正元件。7）能源元件——上述各種元件,大多數(shù)工作都需要能源。通常是用電能,要配各電源裝置。也有使用氣動或液動的控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)受到兩種輸人信號的作用,即有用信號(給定值)和干擾信號的作用。有用輸入信號決定系統(tǒng)被控制量的變化規(guī)律。擾動輸入信號可以作用于系統(tǒng)的任何部位。擾動唁號是使被控制量偏離其給定值的信號,它是難以避免且有害的。通常所說系統(tǒng)的輸人信號是指有用信號。一般閉環(huán)控制系統(tǒng)也叫反饋控制系統(tǒng),它的方框圖如圖所示。③自動控制系統(tǒng)的類型：1）恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)——這類系統(tǒng)的任務(wù)是維持被控制量等于一個給定的常值。該類系統(tǒng)需要克服的是各種能使被控制量偏離給定值的擾動?？刂频淖饔镁褪窃谟袛_動輸人時,盡快使被控制量恢復(fù)到等于給定值。2）隨動系統(tǒng)——隨動系統(tǒng)的給定值是一個不能預(yù)知的隨時間變化的量,系統(tǒng)的任務(wù)是保證被控制量以一定的精度跟隨輸人量的變化而變化。3）程序控制系統(tǒng)——這類系統(tǒng)的輸人量是一個已知的時間函數(shù)。系統(tǒng)的任務(wù)是使輸出量以一定的精度隨輸人量的變化而變化。4）過程控制系統(tǒng)——當(dāng)控制系統(tǒng)的輸出量是溫度、壓力、流量、液位或pH值等一些變量時,則稱為過程控制系統(tǒng)。2、自動控制系統(tǒng)的性能特性①穩(wěn)定性：穩(wěn)定性是系統(tǒng)能夠工作的重要條件。系統(tǒng)在擾動作用下，其輸出要偏離原平衡狀態(tài)，產(chǎn)生偏差。當(dāng)擾動消除后，經(jīng)過一段時間，如果偏差能消除，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。否則就是不穩(wěn)定的。②階躍響應(yīng)的幾個動態(tài)性能指標(biāo)：1）最大動態(tài)偏差和超調(diào)量2）調(diào)節(jié)時間（過渡過程時間）3）衰減比和衰減率③靜態(tài)誤差：系統(tǒng)的時間響應(yīng)結(jié)束后，被控制參數(shù)達到的穩(wěn)定值與給定值之間的偏差，成為靜態(tài)誤差，也叫穩(wěn)態(tài)誤差。3、物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)動態(tài)特性的數(shù)學(xué)表達式，叫做系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。4、PID調(diào)節(jié)器①簡單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成簡單控制系統(tǒng),是由一個測量元件及變送器、一個控制於(也稱調(diào)節(jié)器)、一個執(zhí)行器和一個被控對象組成,并且只對一個被控參數(shù)進行控制的單閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。他是最基本的控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，易與調(diào)整，便于操作和維修，所以，應(yīng)用廣泛。②PID調(diào)節(jié)器在過程控制系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)器采用的基本調(diào)節(jié)規(guī)律有比例(Proportioner)、積分（Integrator和微分(Differentiator)簡稱PID調(diào)節(jié)器。在比例調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上,通過比例與積分和微分不同的組合,即可得到幾種不同的調(diào)節(jié)規(guī)律。③調(diào)節(jié)器的選擇要考慮被控過程特性、擾動特點、負(fù)荷變化情況、生產(chǎn)工藝要求以及經(jīng)濟性、操作維修等因素,最終結(jié)果還要通過工程實踐檢驗。選擇調(diào)節(jié)規(guī)律的基本原則有:1)比例調(diào)節(jié)比例調(diào)節(jié)只有一個調(diào)節(jié)參數(shù),整定簡便,缺點是系統(tǒng)存在靜態(tài)誤差。對滯后時間小、外部干擾小、負(fù)荷變化不大、允許有靜差的系統(tǒng),可以選用比例調(diào)節(jié)。2)比例積分調(diào)節(jié)此種調(diào)節(jié)既能消除靜差,叉能加怏動態(tài)響應(yīng),是使用最多的調(diào)節(jié)規(guī)律。常用于流量和壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和要求較高的液位控制系統(tǒng)。3)比例微分調(diào)節(jié)由于微分作用提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,這樣可以適當(dāng)提高比例放大系數(shù)Kp，加快調(diào)節(jié)過程,減小誤差。用于要求動態(tài)偏差和穩(wěn)態(tài)誤差小的系統(tǒng)。在有高頻干擾的場合,不能使用微分調(diào)節(jié)。4)比例積分微分調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)綜合了上述各種調(diào)節(jié)規(guī)律的優(yōu)點,對負(fù)荷變化大、滯后時間長、控制品質(zhì)要求高的控制對象均能適用。但是,對于被控對象滯后時間很大、負(fù)荷變化劇烈、頻繁的被控過程,采用PID調(diào)節(jié)還達不到控制要求時,則應(yīng)選擇復(fù)雜控制系統(tǒng)。5、復(fù)雜控制系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng)的種類有很多。下面僅就在壓水堆上可能用到的串級控制和前饋控制作個簡要介紹。①串級控制系統(tǒng)1）能快速消弱進入復(fù)回路干擾的影響。在設(shè)計串級控制系統(tǒng)是，應(yīng)設(shè)法讓主要干擾進入點位于副回路之內(nèi)；2）能改善整個系統(tǒng)的動態(tài)特性及消除進入主、副回路干擾的影響。②前饋控制系統(tǒng)前饋控制的原理是，當(dāng)系統(tǒng)受到擾動時，立即從擾動作用取得信息，并以此通過控制器產(chǎn)生控制作用，以消除擾動對被控制量的影響。這種控制作用成為前饋控制。6、計算機控制系統(tǒng)①計算機控制系統(tǒng)的基本組成計算機控制系統(tǒng)的基本組成有計算機系統(tǒng)、被控對象、檢測裝置和執(zhí)行器。②直接數(shù)字控制系統(tǒng)直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DirectDigitalControl），簡稱DDC系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)控制（DDC）的優(yōu)點是,易于實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制規(guī)律及特殊的控制算法,編程靈活。當(dāng)控制要求發(fā)生變化時,可通過修改程序適應(yīng)變化情況,而不需過多改動硬件結(jié)構(gòu)。DDC系統(tǒng)除了具有上述優(yōu)點以外、它的特點是,因為它采用集中檢測,集中控制的方式。使控制系統(tǒng)發(fā)生事故的風(fēng)險也被高度集中。即使是系統(tǒng)某個局部發(fā)生故障,也可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)功能失效。③集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)又稱分布式控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem，DCS),該系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),采用分布式結(jié)構(gòu),將控制功能分散,而把操作管理和顯示功能集中。三、核電廠反應(yīng)堆功率檢測儀表1、核功率測量原理①核功率測量的特點是量程寬、響應(yīng)快。通過中子注量率的測量可以方便地獲取反應(yīng)堆功率、功率的變化率和功率分布的信息。有利于操縱人員監(jiān)視反應(yīng)堆的瞬變狀態(tài)和越線快速報警，還可以迅速地為功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和保護系統(tǒng)提供必要的信息。②核功率與熱功率反應(yīng)堆的熱功率，就是由反應(yīng)堆燃料提供給冷卻劑的總功率?？捎孟率奖硎荆?、氣體探測器①氣體探測器的工作原理氣體探測器是一個圓柱形內(nèi)部充氣的密閉容器,容器內(nèi)有兩個相互絕緣的電極,金屬圓筒是陰極,圓筒中心的金屬絲是陽極,兩極之間加有直流高壓。當(dāng)帶電粒子,如α粒子在穿過容器內(nèi)的氣體時,可以使其電離產(chǎn)生自由電子和正離子即離子對。離子對在極間電場的作用下輸出電信號,可以被測量。信號大小能反映粒子能量的強弱。②涂硼電離室圓柱形涂硼電力室由高壓電極、收集電極、絕緣體、外殼和保護環(huán)等組成。他是一個密封的筒形容器，容器內(nèi)沖有以氮氣為主的混合氣體（1%氦+6%氮+93%氬），電極表面涂有硼（10B）。工作時兩極之間加有直流電壓。主要性能指標(biāo)：1）熱中子靈敏度2）γ靈敏度3）坪斜（在中子注量率一定時，電離室的輸出電流隨外加電壓的增大有小的變化，這個電流緩慢變化的電壓區(qū)域稱為飽和區(qū)，也稱坪。）③γ補償電離室（結(jié)構(gòu)圖見下頁）④正比計數(shù)管⑤微型裂變室微型裂變室也成裂變電離室。它由兩個同軸密封原金屬筒包殼和一個中心電極組成。壓水堆上，用于堆芯中子注量率測量的微型裂變室廠為66mm，外徑為4.7mm，靈敏體長度為27mm。它和導(dǎo)電兩用的同軸電纜相連接。3、自給能種子探測器經(jīng)中子注量率輻照t時間后，探測器的輸出是：4、堆芯外核功率測量系統(tǒng)①各量程的測量范圍及探測器的分布②堆芯外核功率測量系統(tǒng)的功能和組成其功能是：1）向操作人員提供反應(yīng)堆裝料、停堆、啟動和功率運行等各種工況下的反應(yīng)堆功率、功率變化率和功率分布的信息；2）給棒控制系統(tǒng)提供功率信號和封鎖信號；3）向保護系統(tǒng)提供功率信號和閉鎖信號；4）給松動部件和振動監(jiān)測系統(tǒng)提供種子噪聲信號。②核功率測量系統(tǒng)的組成該系統(tǒng)由探測器、儀表柜和顯示記錄設(shè)備等組成。5、堆芯中子注量率測量系統(tǒng)①系統(tǒng)的功能(1)啟在堆試驗期間的功能1)檢查壽期初堆芯功率分布是否與設(shè)計期望的功率分布相符;2)檢查用于事故工況設(shè)計的熱點因子是否是保守的;3)探測反應(yīng)堆在裝料中可能出現(xiàn)的差錯;4)校準(zhǔn)堆芯外核測量儀表測量通道。(2)正在常運行期間的功能1)檢查與燃耗對應(yīng)的功率分布是否與設(shè)計

所期望的功率分布相符;2)監(jiān)測各燃料組件的燃耗;3)探測堆芯是否偏離正常運行;4)校準(zhǔn)堆芯外核測量儀表。②系統(tǒng)的組成⑤系統(tǒng)的工作方式1）順序校準(zhǔn)方式因為五個裂變式的熱中子靈敏度不可能完全一樣，所以，每次進行堆芯中子注量率分布測量，必須對他們的靈敏度進行相互校核。2）組同步運行方式在這種方式下，只要按下啟動按鈕，五個探測器同時啟動，分別插入各組10個通道中的1個通道進行測量。依次完成50個通道的測量工作。3）組順序同步運行方式同步工作方式是間斷的，需反復(fù)10次操作才能完成全部測量工作。4）救援方式當(dāng)某一組測量系統(tǒng)故障時，可以用另一規(guī)定的組作為其后備測量組。四、核電廠過程參數(shù)檢測儀表1、核電廠過程參數(shù)測量的基本要求①參數(shù)測量的基本概念對某一參數(shù)進行測量，首先根據(jù)該參數(shù)的物理屬性，確定一個測量單位，然后用相應(yīng)的儀表測出被測參數(shù)相對測量單位的比值。1）測量儀表敏感元件的基本要求：1)敏感元件應(yīng)該不影響工藝系統(tǒng)的運行工況和被測介質(zhì)的狀態(tài);2)敏感元件只對被測物理量敏感,而對其他非被測的物理及干擾信號不敏感;3)敏感元件的輸出與被測物理量的數(shù)值具有單值函數(shù)關(guān)系;4)敏感元件的測量范圍應(yīng)能覆蓋被測物理量的變化范圍;5)在測量范圍內(nèi),敏感元件應(yīng)有較高的靈敏度;6)敏感元件應(yīng)能承受現(xiàn)場環(huán)境條件的影響,而不喪失其測量功能;7)敏感元件如果直接安裝在工藝系統(tǒng)的設(shè)各上,安裝的方式不得破壞工藝系統(tǒng)的完整性。變換元件的功能應(yīng)包括：l)對不同物理性質(zhì)的信號進行變換,例如,大多數(shù)把非電量信號變換成電量信號;2)對信號的數(shù)值進行變換,即按一定規(guī)律對敏感元件所輸出的信號在數(shù)值上進行變換，而不改變信號的物理屬性;3)既實現(xiàn)不同物理性質(zhì)信號的變換,又同時進行數(shù)值變換。傳送單元是把現(xiàn)場的變換元件輸出的信號遠距離傳送到使用被測信號的地方。要根據(jù)被傳送信號的來確定所用的傳送原件。2）測量誤差隨機誤差與系統(tǒng)誤差隨機誤差是指在相同條件下對同一被測量進行多次測量時,由于隨機不確定因素的影響而使測量結(jié)果出現(xiàn)沒有規(guī)律且無法估計的誤差；系統(tǒng)誤差是指在相同條件下對同一被測量進行多次測量時出現(xiàn)的恒定的或按一定規(guī)律變化的誤差。絕對誤差和相對誤差3）儀表的精度及測量的不確定性儀表的精度確定了它在整個測量4)測量儀表的基本性能要求②核電廠過程參數(shù)儀表的功能和特點1）核電廠過程參數(shù)儀表的功能：信息功能、控制功能、保護功能2）核電廠過程參數(shù)儀表的特點儀表的安全分級、儀表的量程、儀表的精度、儀表的響應(yīng)時間、儀表的可靠性、1E級儀表的耐環(huán)境能力（K1\K2\K3）2、溫度測量儀表①溫標(biāo)和溫度測量方法1）溫標(biāo)：攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)2）溫度測量方法：測量物體的溫度是基于物體的某些物理特性隨溫度變化的性質(zhì)來測量。②溫度測量儀表1）熱電偶2）熱電阻③壓力測量儀表1）壓力儀表種類按壓力表測量壓力范圍分布：測量絕對壓力的壓力表、測量表壓力的壓力表、測量真空度的真空壓力表、測量兩個壓力差的差壓表。按壓力表的壓力測量原理分類：彈性元件壓力表、液柱式壓力表、活塞式壓力表、電器壓力表。2）壓力變送器1）電感式壓力（壓差）變送器2）電容式壓力（壓差）變送器4、流量測量儀表①流量測量儀表種類差壓式流量計、流速式流量計、容積式流量計②節(jié)流裝置流量計1）類型孔板、噴嘴、文丘利管2）節(jié)流裝置流量計的基本組成節(jié)流件、測量管道、取壓部件及取壓方式、差壓變送器及平衡閥3）節(jié)流裝置的選擇原則：從測量精度考慮、從對差壓變送器的靈敏度要求考慮、要滿足允許的壓力損失、要易安裝。③彎管流量計彎管流量計是一種差壓式流量計。穩(wěn)定流動的流體通過彎管時，由于離心力的作用在彎道管內(nèi)、外側(cè)壁上產(chǎn)生壓力差。④轉(zhuǎn)子流量計（浮子流量計）轉(zhuǎn)子流量計在測量氣體或液體的流量測量中得到廣泛的應(yīng)用。⑤渦輪流量計由渦輪流量變送器、前置放大器和信息處理及顯示儀表組成。⑥電磁流量計⑦超聲波流量計5、液位測量儀表①差壓式液位計②浮子式液位計③電阻式液位計④電感式液位計6、設(shè)備運行狀態(tài)檢測儀表①振動測量儀表②位移測量儀表③轉(zhuǎn)速測量儀表7、火災(zāi)探測儀表①火災(zāi)探測器1）離子感煙探測器2）光電感煙探測器3）感溫探測器4）電纜發(fā)熱線式探測系統(tǒng)5）熱-氣動探測系統(tǒng)6）手動報警開關(guān)②火災(zāi)報警控制器1）區(qū)域報警控制器2）集中報警控制器8、硼酸濃度測量儀表工作原理及結(jié)構(gòu)圖(見下頁）五、核電廠反應(yīng)堆控制系統(tǒng)1、壓水堆反應(yīng)性系數(shù)和自穩(wěn)特性①壓水堆的溫度系數(shù)1）慢化劑反應(yīng)性溫度系數(shù)2）燃料反應(yīng)性溫度系數(shù)3）毒物對反應(yīng)性的影響2、壓水堆核電廠穩(wěn)定運行方案選擇方案的要求（原則）1）一回路冷卻劑平均溫度Tav變化不能太大；2）蒸汽發(fā)生器出口蒸汽溫度Ts不能過低；3）反應(yīng)堆功率變化的速度必須滿足在一定范圍內(nèi)跟蹤負(fù)荷變化的要求；4）避免跟蹤電網(wǎng)負(fù)荷變化時，控制棒足以東國大，造成反應(yīng)堆功率分布畸變。3、壓水堆核電廠負(fù)荷運行方式主要分為兩種，即帶基本負(fù)荷運行方式和負(fù)荷跟蹤運行方式。①基本符合運行，即以最大功率連續(xù)安全地運行。②符合跟蹤運行方式要求電站機組的輸出與電網(wǎng)需求相適應(yīng)。這是一種“堆跟機”的運行方式，在大亞灣核電廠被稱為G模式。4、控制棒組件及其驅(qū)動機構(gòu)六、反應(yīng)堆冷卻機系統(tǒng)過程參數(shù)的控制1、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)過程參數(shù)的測量①一次冷卻劑溫度檢測1）冷卻機會爐溫度監(jiān)測電阻溫度探測器安裝在該旁通回路的歧管中，便于維修和更換，同時也能滿足測量響應(yīng)時間的要求。2）堆芯溫度的測量功能：給出堆芯溫度分布圖；探測并驗證堆內(nèi)徑向功率分布不平衡程度；判斷是否有控制棒脫離所在幫組；共操縱員觀察事故時和事故后堆芯溫度和過冷度的變化趨勢。3）穩(wěn)壓器系統(tǒng)溫度檢測穩(wěn)壓器上的溫度測量、波動管線上的溫度測量、噴淋管線的溫度測量、安全閥的溫度測量、卸壓閥的溫度測量、穩(wěn)壓器卸壓箱上的溫度測量②一次冷卻劑壓力監(jiān)測1）穩(wěn)壓器壓力監(jiān)測2）反應(yīng)堆回路和穩(wěn)壓器卸壓箱壓力監(jiān)測③一次冷卻劑流量監(jiān)測反應(yīng)堆冷卻劑的流量信號是保護參數(shù)之一。④穩(wěn)壓器水位和堆芯液位監(jiān)測堆芯液位測量屬于事故后監(jiān)測系統(tǒng)（PAM）2、穩(wěn)壓器壓力和水位控制①壓力控制系統(tǒng)工作原理②穩(wěn)壓器水位控制系統(tǒng)原理圖③穩(wěn)壓器水位測量原理圖七、二回路過程參數(shù)的控制二回路的主要控制系統(tǒng)包括：1）蒸汽發(fā)生器水位及給水泵泵速控制系統(tǒng)2）蒸汽旁排控制系統(tǒng)3）汽水分離再加熱控制系統(tǒng)4）冷凝器水位控制系統(tǒng)5）凝結(jié)水再循環(huán)流量控制系統(tǒng)6）除氧器水位和壓力控制系統(tǒng)7）加熱器的水位控制系統(tǒng)①蒸汽發(fā)生器水位控制系統(tǒng)的基本組成及工作原理1）測量儀表2）水位控制系統(tǒng)的執(zhí)行器3）水位控制系統(tǒng)的控制器2、蒸汽旁排控制系統(tǒng)①蒸汽排放系統(tǒng)的功能蒸汽旁排系統(tǒng)的原理圖八、汽輪機的控制和保護1、汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)①汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能1）效率控制2）頻率控制3）壓力控制4）應(yīng)力控制5）超速限制和超加速限制6）負(fù)荷速降7）蒸汽流量限制②汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成1）調(diào)節(jié)器2）操作員終端3）轉(zhuǎn)速測量裝置4）汽輪機進氣閥（下頁見結(jié)構(gòu)與原理圖）③汽輪機調(diào)節(jié)器的下位機④汽輪機調(diào)節(jié)器的上位機⑤汽輪機的功率控制及運行管理1）升負(fù)荷（汽輪機的轉(zhuǎn)速提升）2）功率（負(fù)荷）自動控制3）負(fù)荷手動控制4）汽輪機進氣壓力控制5）頻率控制6）應(yīng)力控制7）轉(zhuǎn)速及負(fù)荷變化的限制8）汽輪機運行方式9）自動同步并網(wǎng)并帶最小負(fù)荷10）閥門管理11）超速試驗2、汽輪機監(jiān)測系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測裝置主要監(jiān)測下列幾種類型的信號：1）轉(zhuǎn)子偏心度信號2）轉(zhuǎn)自振動信號3）軸向位移信號4）汽輪機轉(zhuǎn)速信號5）汽輪機脹差信號6）軸承振動信號7）閥門位置信號8）絕對膨脹量信號9）汽輪發(fā)電機組功率信號10）閥門振動信號3、汽輪機保護和停機系統(tǒng)主要用于當(dāng)汽輪機或發(fā)電機發(fā)生預(yù)定故障時，使汽輪機發(fā)電機停運。九、反應(yīng)堆保護系統(tǒng)1、反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的功能2、保護系統(tǒng)的范圍①保護系統(tǒng)的組成：1)保護參數(shù)的探測器2）檢測儀表3）安全邏輯裝置4）為保護動作提供輸出到驅(qū)動器的信號轉(zhuǎn)換裝置5）手動觸發(fā)停堆的信息顯示器6）隔離裝置7）旁通控制及顯示裝置8）手動觸發(fā)停堆單元9）安全閉鎖裝置10）裝有保護系統(tǒng)設(shè)備的控制盤、機箱、機柜11）電纜及電纜管道12|電器及儀表電纜的安全殼電氣貫穿件②保護系統(tǒng)的借口1）保護系統(tǒng)內(nèi)的敏感元件與被保護的電廠工藝系統(tǒng)的接口2）安全驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)的驅(qū)動器與安全驅(qū)動系統(tǒng)的接口3）位于保護系統(tǒng)內(nèi)的功能隔離裝置與運行人員的信息顯示器的接口4）保護系統(tǒng)內(nèi)的功能隔離裝置與控制系統(tǒng)的接口3、保護系統(tǒng)的可靠性要求及設(shè)計準(zhǔn)則①保護系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則1）保護系統(tǒng)的功能和性能要求2）自動觸發(fā)3）單一故障準(zhǔn)則4）冗余、符合邏輯5）多樣性6）獨立性7）誤動率低8）“故障安全”設(shè)計9）設(shè)備質(zhì)量鑒定10）運行旁通控制11）接近保護系統(tǒng)設(shè)備的控制12）對指示假設(shè)始發(fā)時間的變量的監(jiān)測13）在役檢驗14）保護動作中操作員的介入15）維護、修理和校準(zhǔn)16）標(biāo)識4、保護系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)及步驟①安全分析必須進行安全分析，已確定保護系統(tǒng)的功能要求。主要步驟：1）確定可能發(fā)生的事故2）檢查后果3）規(guī)定事故情況下反應(yīng)堆特性的安全界限4）選擇用于處罰保護動作的電廠變量和敏感元件5）確定保護動作的類型和保護系統(tǒng)必須具有的性能特性。②確定保護動作③確定保護參數(shù)1）反應(yīng)性保護2）堆芯保護3）壓水堆堆芯偏離泡核沸騰的保護4）一回路冷卻劑邊界完整性保護5）汽輪機截止閥關(guān)閉或蒸汽管道破裂6）安全殼屏障的保護盒限制事故發(fā)展7）外電網(wǎng)失電保護④保護系統(tǒng)的響應(yīng)時間⑤環(huán)境條件⑥確定系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及性能要求5、停堆斷路器①停堆斷路器的功能及質(zhì)量要求核電廠中多數(shù)采用接觸器來做斷路器，按1E級的要求對它進行質(zhì)量鑒定，質(zhì)量合格的方可用在反應(yīng)堆的保護系統(tǒng)中。6、反應(yīng)堆保護廳對功能1）手動保護停堆2）中子注量率高保護停堆3）中子注量率正、負(fù)變化率值超過5%FP/2s處罰保護停堆4）一次冷卻劑流量低觸發(fā)保護停堆5）超溫△T超過整定值觸發(fā)停堆6）超功率△T超過整定值觸發(fā)停堆7）穩(wěn)壓器壓力超過限值觸發(fā)停堆8）穩(wěn)壓器水位高過限值保護停堆9）蒸汽發(fā)生器（SG）水位超過限值保護停堆10）汽輪機跳閘觸發(fā)停堆12）專設(shè)安全設(shè)施動作觸發(fā)停堆7、專設(shè)安全設(shè)施的觸發(fā)與啟動①專設(shè)安全設(shè)施的啟動1）安全注入系統(tǒng)的功能：2）安全殼噴淋系統(tǒng)和安全殼隔離安全殼噴淋系統(tǒng)的功能：通過噴淋冷凝蒸汽，使安全殼內(nèi)壓力和溫度降低到可接受的水平，確保安全殼的完整性。安全殼隔離