儀控總體介紹

AP1000儀控系統(tǒng)總體介紹生產(chǎn)準(zhǔn)備部俞金波2008年12月

1.國(guó)內(nèi)核電廠儀控系統(tǒng)介紹

當(dāng)前在役和在建核電廠，所（擬）使用的儀控系統(tǒng)主要有：日本三菱

IA&triconexTXP+TXSAP1000（安全分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)）全數(shù)字化控制和保護(hù)系統(tǒng)，集成了電廠各個(gè)獨(dú)立的工藝系統(tǒng)，為電廠的保護(hù)和操作提供了一個(gè)統(tǒng)一的界面。這種集成的儀控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少了接口和軟件平臺(tái)的數(shù)量，從而提供了一個(gè)優(yōu)化的結(jié)構(gòu)和性能。“平臺(tái)”這個(gè)術(shù)語(yǔ)是構(gòu)造功能系統(tǒng)所必需的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和軟件的總稱，它包括計(jì)算機(jī)，操作員站，機(jī)柜，多路調(diào)制器和遠(yuǎn)程輸入輸出（I/O）等。根據(jù)不同的安全等級(jí)，分成兩個(gè)平臺(tái)，一個(gè)實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行儀控功能，另一個(gè)是實(shí)現(xiàn)安全儀控功能；2.AP1000儀控系統(tǒng)發(fā)展歷史80年代：西屋公司的過(guò)程控制部研發(fā)了數(shù)字化的Eagle系統(tǒng)。由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的局限（特別是數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)尚不完善），因此Eagle計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還算不上是一個(gè)真正的DCS系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)之間的相互通訊還是采用數(shù)據(jù)鏈（Datalink）方式工作。90年代：開(kāi)發(fā)了WDPF系統(tǒng)，這是個(gè)典型的DCS系統(tǒng)，也適用于常規(guī)電廠的數(shù)字化，其中安全級(jí)系統(tǒng)（反應(yīng)堆保護(hù)與安全系統(tǒng)）仍繼承了Eagle系統(tǒng)的基本原則。2.AP1000儀控系統(tǒng)發(fā)展歷史90年代中：在WDPF的基礎(chǔ)上又經(jīng)改進(jìn)成為現(xiàn)在的Ovation系統(tǒng)，它在常規(guī)電廠及核電站非1E級(jí)的儀控系統(tǒng)中得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。對(duì)1E級(jí)(安全級(jí))系統(tǒng)則又開(kāi)發(fā)了CommonQ系統(tǒng)（是Eagle的改進(jìn)）。這一系統(tǒng)也是西屋向NRC申請(qǐng)AP1000許可證時(shí)所申報(bào)的方案。2000年后(ADVANT+Ovation

系統(tǒng))：西屋公司機(jī)構(gòu)上發(fā)生了一些重要變化，西屋的核電部份和美國(guó)另一家重要的PWR核電供應(yīng)商ABB/CE公司先后加入了英國(guó)的BNFL公司，由于ABB/CE也是一家在核電儀控方面能力相當(dāng)強(qiáng)的公司，它早已取得NRC的證書，特別是它的1E級(jí)部分(ADVANT)包含有核級(jí)堆芯計(jì)算機(jī)，可以作DNBR和LPD的在線計(jì)算與保護(hù)。3.AP1000儀控系統(tǒng)構(gòu)架結(jié)構(gòu)圖層次4AP1000儀控系統(tǒng)的各個(gè)部分2.3儀控系統(tǒng)各個(gè)部分操作和控制中心系統(tǒng)（OCS）數(shù)據(jù)顯示和處理系統(tǒng)（DDS）保護(hù)和安全監(jiān)視系統(tǒng)（PMS）電廠控制系統(tǒng)（PLS）汽輪機(jī)控制和診斷系統(tǒng)（TOS）堆芯儀表系統(tǒng)（IIS）特殊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SMS）多樣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（DAS）輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（RMS）地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SJS）4.1操作和控制中心系統(tǒng)(OCS)操作與控制中心系統(tǒng)的目的是提供人機(jī)系統(tǒng)的各種操作界面。包括主控室、技術(shù)支持中心、遠(yuǎn)程停堆工作站、緊急操作設(shè)備、本地控制站以及與這些相關(guān)聯(lián)的工作站。主要內(nèi)容包括：－大屏幕信息系統(tǒng)－報(bào)警系統(tǒng)－電廠信息系統(tǒng)（操作顯示）－信息化運(yùn)行規(guī)程系統(tǒng)－軟件控制和專用控制－核級(jí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)顯示4.2數(shù)據(jù)顯示和處理系統(tǒng)（DDS）數(shù)據(jù)顯示和處理系統(tǒng)（DDS）數(shù)據(jù)顯示和處理系統(tǒng)（DDS）提供必要的處理數(shù)據(jù)的功能，包括在電廠各個(gè)運(yùn)行模式下的操作顯示、報(bào)警、報(bào)告。DDS系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)日志、存貯、計(jì)算以及其他的診斷和監(jiān)視功能。DDS系統(tǒng)還提供與BOP之間的接口網(wǎng)關(guān)，一個(gè)企業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)器提供了對(duì)外部系統(tǒng)的接口，例如現(xiàn)場(chǎng)管理系統(tǒng)（level3）。4.3保護(hù)和安全監(jiān)視系統(tǒng)（PMS）包括在正常運(yùn)行時(shí)的保護(hù)功能、停堆功能，以及維持停堆狀態(tài)。PMS系統(tǒng)提供了在主控制室和遠(yuǎn)程停堆工作站手動(dòng)操作的功能。

包含三個(gè)功能：

反應(yīng)堆停堆功能專設(shè)安全設(shè)施驅(qū)動(dòng)核級(jí)數(shù)據(jù)處理（僅限B/C通道）PMS系統(tǒng)由CommonQ平臺(tái)實(shí)現(xiàn)PMS系統(tǒng)有四個(gè)互相冗余的序列組成，分別為A、B、C、D四個(gè)部分，并且分別由四個(gè)電源序列供電。所有的安全系統(tǒng)各序列之間在物理上、功能上、電氣連接上隔離，并且和非1E級(jí)系統(tǒng)也完全隔離。4.4電廠控制系統(tǒng)（PLS）電廠控制系統(tǒng)（PLS）控制核反應(yīng)過(guò)程，核能轉(zhuǎn)換為熱能，以及把熱能從反應(yīng)堆送到主汽輪機(jī)等過(guò)程。PLS系統(tǒng)也為別的過(guò)程控制提供接口，常規(guī)島和BOP供應(yīng)商的子系統(tǒng)將由PLS系統(tǒng)進(jìn)行控制，以保持整個(gè)電廠系統(tǒng)的一致性。PLS系統(tǒng)一部分由Ovation組成，也有一部分不是由Ovation系統(tǒng)組成。比如：－棒控系統(tǒng)，由Ovation控制邏輯控制器（含本地I/O柜）和非Ovation的棒控電源柜組成－棒位顯示系統(tǒng)，由Ovation控制器（含本地I/O柜）組成，同時(shí)也包括非Ovation的控制棒數(shù)據(jù)機(jī)柜4.5主汽輪機(jī)控制和診斷系統(tǒng)（TOS）主汽輪機(jī)控制和診斷系統(tǒng)（TOS）提供了各種方法來(lái)控制和保護(hù)汽輪發(fā)電機(jī)組。TOS系統(tǒng)接收伺服閥的反饋和命令，控制主汽閥的開(kāi)度。通過(guò)在整個(gè)速度范圍內(nèi)設(shè)置速度和升速率，TOS系統(tǒng)能夠自動(dòng)控制汽機(jī)轉(zhuǎn)速和升速率。主要功能：操作員自動(dòng)及超速保護(hù)控制（OA/OPC）自動(dòng)透平控制(ATC)轉(zhuǎn)子應(yīng)力監(jiān)視(RSM)

汽水分離再熱器(MSR)控制緊急跳閘系統(tǒng)(ETS)4.6堆芯儀表系統(tǒng)堆芯儀表系統(tǒng)（IIS）提供了在線的反應(yīng)堆堆芯三維通量圖，用以優(yōu)化堆芯的性能以及校準(zhǔn)PMS系統(tǒng)的中子探測(cè)器。另外，堆芯儀表系統(tǒng)還為PMS系統(tǒng)和DAS系統(tǒng)提供了堆芯出口的熱電偶信號(hào)。4.7特殊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SMS）特殊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SMS）是一個(gè)非安全相關(guān)的系統(tǒng)，提供特殊診斷和長(zhǎng)期監(jiān)控的功能。SMS系統(tǒng)包含以下部分：－振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（檢測(cè)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的金屬碎片）－堆芯吊籃振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)－反應(yīng)堆冷卻劑泵振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

4.8多樣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（DAS）多樣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（DAS）在假定PMS系統(tǒng)出現(xiàn)共模故障時(shí)，用以降低反應(yīng)堆的風(fēng)險(xiǎn)。可能的共模故障包括軟件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、測(cè)試和檢修錯(cuò)誤。DAS有以下三個(gè)主要功能：－在電廠參數(shù)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，產(chǎn)生多樣化的、后備的、自動(dòng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)保證反應(yīng)堆停堆和相關(guān)專設(shè)驅(qū)動(dòng)；－為反應(yīng)堆手動(dòng)停堆和專設(shè)安全設(shè)施手動(dòng)驅(qū)動(dòng)提供一個(gè)多樣化的、后備的獨(dú)立功能；（指與PMS獨(dú)立）－為選定的運(yùn)行參數(shù)提供專用的獨(dú)立顯示功能關(guān)鍵詞：孤立系統(tǒng)、多樣性、PMS4.9輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（RMS）輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（RMS）進(jìn)行工藝過(guò)程監(jiān)測(cè)、排出流監(jiān)測(cè)、氣載放射性監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)電站區(qū)域輻射環(huán)境相關(guān)信息進(jìn)行不間斷顯示（場(chǎng)所監(jiān)測(cè)）。兩個(gè)子系統(tǒng)：安全功能：安全殼內(nèi)的輻射監(jiān)測(cè)；主控室進(jìn)風(fēng)管道的監(jiān)測(cè)；事故后監(jiān)測(cè)參數(shù)：主蒸汽管道輻射監(jiān)測(cè)器；蒸汽發(fā)生器排污輻射監(jiān)測(cè)器；主控室通風(fēng)管道輻射監(jiān)測(cè)器；煙囪輻射監(jiān)測(cè)器；汽機(jī)島通風(fēng)排氣輻射監(jiān)測(cè)器；安全殼高量程輻射監(jiān)測(cè)器；一回路取樣間場(chǎng)所輻射監(jiān)測(cè)器；技術(shù)支持中心場(chǎng)所輻射監(jiān)測(cè)器

4.10地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SJS）地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SJS）：設(shè)計(jì)地震儀表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)下述功能：－收集地震資料－地震事件后分析地震數(shù)據(jù)－向操作員報(bào)警，發(fā)生了一起超出定值的地震事件－（經(jīng)數(shù)據(jù)分析后）向操作員報(bào)警，累計(jì)的絕對(duì)速度超出定值一個(gè)電廠的多個(gè)機(jī)組中，只需要一套地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但每個(gè)主控室都能接收地震信息。5.幾個(gè)概念1：?jiǎn)我还收蠝?zhǔn)則：?jiǎn)我还收蠝?zhǔn)則是指某設(shè)備組合在其任何部位發(fā)生可信的單一隨機(jī)故障時(shí)仍能執(zhí)行其正常功能的準(zhǔn)則。2：多樣性準(zhǔn)則和共模故障：共模故障是指由單一特定事件或原因造成一定數(shù)量的設(shè)備或元件不能完成它們的功能，即若干裝置和部件的功能可能由于某個(gè)作用的結(jié)果而失效。

3：獨(dú)立性（實(shí)體隔離、電氣隔離）4:冗余、多樣性、后備的區(qū)別5：以太網(wǎng)