3. Системы Вибро шумовой диагностики

Подсистема СВШД обеспечивает комплексную вибродиагностику основного оборудования РУ (главный циркуляционный трубопровод, парогенератор, реактор, включая внутрикорпусные устройства) на ранних этапах аномальных вибрационных состояний оборудования, вызванных изменением условий закрепления, жесткостных характеристик оборудования или возрастанием гидродинамических нагрузок со стороны теплоносителя.

Объектом контроля системы является реакторная установка в целом и ее компоненты:

• Реактор, включая ВКУ и ТВС

• Парогенератор

• Главный циркуляционный насос

• Главные циркуляционные трубопроводы

Главная задача СВШД - определение вибросостояния оборудования по медленно меняющимся за межремонтный период (а иногда и за время жизни объекта) параметрам (по трендам, которые измеряются с достаточно большим временным шагом)

В качестве входных сигналов в СВШД используются:

• переменные составляющие сигналов вне-реакторных ионизационных камер и внутриреакторных детекторов прямой зарядки;

• сигналы низкочастотных датчиков вибрационных и тепловых перемещений, устанавливаемых на оборудовании главного циркуляционного контура;

• переменные составляющие сигналов датчиков давления, устанавливаемых в главном циркуляционном контуре.

ПТК-ВРЩД получает переменные составляющие сигналов детекторов прямой зарядки (ДПЗ), выполняет их предварительную обработку и передает в ВК ВРШД для окончательной обработки. Также из ПТК-ВРШД одновременно передаются (в аналоговой форме) в ПТК СВШД переменные составляющие сигналов 14 ДПЗ, выбираемых по команде ПТК СВШД. Информация по выбранным ПТК СВШД детекторам поступает в ПТК-ВРШД.

ВК ВРШД получает информацию от ПТК-ВРШД и от ВК ВУ. Результаты работы ВК ВРШД отображаются на его собственном мониторе. Кроме того, обобщенная информация (информация о возможном появлении локального кипения и о неисправностях в технических средствах по результатам самодиагностирования) от ВК ВРШД поступает в ВК ОТ на БЩУ, а также в систему комплексного анализа (СКА) для ее учета при проведении комплексного анализа и для отображения на рабочем месте (РМ) физика и в центре технической поддержки.

Схема структурная СВЩД

Размещение датчиков на объекте

Алгоритм системы внутришумовой диагностики (СВШД) построен на принципах сигнатурной диагностики. Он сводится к следующему:

• шумовой образ является эталоном (сигнатурой) исправного состояния (нормы), который всякий раз воспроизводится при достижении данного стационарного состояния, определяемого фиксированным множеством режимных параметров реактора (мощность, расход, давление и т. д.);

• воспроизводство шумовых образов во времени свидетельствует об исправном состоянии реактора;

• несовпадение какого-либо текущего шумового образа с заранее оцененным шумовым эталоном свидетельствует о наличии неисправности;

• изменение шумового образа из-за появления и развития неисправности происходит намного раньше, чем изменение детерминированных режимных параметров.

Существенное отличие подхода к алгоритмам шумовой диагностики, который реализован в СВЩД, состоит в том, что не пользователь по своему разумению фиксирует резонансы, а сама система СВШД автоматически их выделяет. Причем выдается не одно множество резонансов, а несколько, каждое из которых принадлежит определенному реакторному эффекту. Такой подход реализуется следующей последовательностью действий:

• эксперт (эксперты) по реакторным шумам, исследовав на данной конфигурации датчиков СВШД данного реактора реализации случайных процессов, составляет алгоритмы выделения различных реакторных эффектов,

• эти алгоритмы экспертом по спектральным оценкам реализуются в виде сценариев - последовательности действий над множеством зарегистрированных процессов с датчиков СВШД,

• сценарии, являясь частью СВШД, применяются всякий раз к каждой новой многоканальной записи процессов, полученной в результате периодического контроля РУ.

Программное обеспечение ПТК-3 и ПТК-ИУ СВРК разрабатывается в соответствии с рекомендациями МЭК-880 "Программное обеспечение компьютеров систем безопасности АЭС" с использованием проверенного транслятора машинно-ориентированного языка программирования Ассемблер для однокристальных микроконтроллеров Intel МСS-51.

Программное обеспечение ВК ВУ разрабатывается с учетом рекомендаций МЭК-880 к ПО систем класса безопасности В (МЭК 1226).

Программное обеспечение ПТК-ВРШД разрабатывается с использованием интегрированного пакета МАТLАВ.

ПО остальных ПТК СКУД разрабатывается с использованием методик структурного программирования и опирается на стандартные операционные системы. Для операционных систем типа UNIX методы межпроцессорного взаимодействия (Interprocess communication, IРС), которые позволяют строить высокоэффективное ПО структуры клиент - сервер". Методы 1РС определены в стандарте РOSIХ.1b на переносимую операционную систему реального времени.

Защита программного обеспечения СКУД от несанкционированного доступа организована на уровне операционной системы.

Программное обеспечение подсистем (ПТК) СКУД 2-го и 3-го классов безопасности (соответственно 1Е и SR по GВ/Т 15474-1995) в соответствии с российскими нормативными Документами проходит процедуру сертификации в составе программно-технических средств соответствующих подсистем. Для транслято­ров и отладчиков, используемых при разработке программного обеспечения ПТК СВРК 2-го и 3-го классов безопасности (соответственно 1Е и SR по GВ/Т 15474-1995), проводится проверка на соответствие (для ПТК-3 и ПТК-ИУ) или с учетом (для ВК ВУ) рекомендаций МЭК-880. Программное обеспечение подсистем 4-го класса безопасности (NС по GВ/Т 15474-1995) в соответствии с российскими нормативными документами не аттестуется и не сертифицируется.

Схема функционирования ВРШД

Основные характеристики ДАП-08П

• Диапазон частот, Гц 1 - 200

• Диапазон амплитуд вибросмещений, мкм ± 1 - 800

• Приведенная погрешность преобразования, %, не более 5

• Коэффициент преобразования при минимальном усилении, В/мм, не менее 10

• Диапазон рабочих температур: для первичного преобразователя,°С 20 ¸ 320

Структурная схема ДАП-08

Функции управления ЛАП-08 ЭБ:

• Выбор контролируемого канала;

• Установка величины усиления;

• Калибровка (задание эталонного перемещения с контролем выходного сигнала и последующим определением коэффициента преобразования).

Основные характеристики 16ИП:

• 16ИП должен измерять относительные перемещения в статическом режиме в диапазоне перемещений ±50 мм и в динамическом режиме с частотой (0¸200) Гц в диапазоне амплитуд ±500 мкм.

• Рабочая температура ДОП 16ИП при влажности воздуха до 100% ... +15¸80 °С

• Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерения в статическом режиме - не более ± 1 %.

Основные характеристики блока приема сигналов ДПЗ:

• Количество каналов - 14

• Входной сигнал - токовый

• Частотные диапазоны (-3дБ), Гц, - 0,01 - 42 - 2 - 42

• Затухание на частоте 50Гц ³40 дБ

• Динамический диапазон ³ 60дб

• Уровень собственных шумов на выходе £ 1мВ эф.

• Неравномерность АЧХ:

• --в полосе 0,01Гц до 40Гц (ФВЧ=Off) £ 0,5 дБ

• --в полосе 4Гц до 40Гц (ФВЧ=On) £ 0,5 дБ

• Усиление ступенями: 1; 2; 4; 8; 16

• Гальваническое разделение по питанию, по сигналу

• Управление - по интерфейсу RS485

Основные характеристики сигнального процессора:

• Количество каналов - 80

• Характер входа - дифференциальный

• Максимальное передаваемое значение входного сигнала, В - 6,3

• Максимальное допустимое значение входного сигнала, В - 15

• Частотный диапазон (-1дБ), Гц - 0,01 - 200

• Динамический диапазон, дб ³ 80

• Диапазоны входных сигналов 6,3; 3,15;

• Управление от ГВУ через адаптер локальной сети Ethernet

АСУ ТП > Программно-технический комплекс Общая структура программно-технического комплекса (ПТК) Программно-технический комплекс системы внутриреакторного контроля предназначен для контроля состояния активной зоны реактора в диапазоне мощности от 10 до 110%. Технические характеристики ПТК соответствуют требованиям стандартов МЭК для систем важных для безопасности АЭС. Обеспечивает возможность контроля активной зоны по ее текущему состоянию, соответствующим повышением экономичности и безопасности эксплуатации топлива РУ, в том числе аппаратно программные средства позволяют решать следующие задачи: Возможность работы РУ в более маневренном режиме. Контроль состояния активной зоны по локальным параметрам, определяющим безопасность активной зоны, и возможность повышения средней рабочей мощности РУ, в течение топливного цикла. Возможность внедрения новых топливных циклов, значительно повышающих экономические показатели работы РУ. Определение текущего распределения энерговыделения по высоте всех ТВЭЛ и ТВС; сравнение с уставками, зависящими от выгорания топлива. Определение выгорания всех ТВЭЛ и ТВС. Определение запасов до кризиса теплообмена. Прогноз распределения энерговыделения при заданных управляющих воздействиях. Оперативный контроль отклонения между восстановленным и рассчитанным по проектным модулям распределениям энерговыделения. Оперативные и долговременные архивы состояния ТВЭЛ и ТВС в активной зоне. Формирование переменных составляющих сигналов внутриреакторных детекторов для диагностики состояния ТВС методами внутриреакторной шумовой диагностики. Расчет (на основе результатов измерений) и контроль значений переменных, включая расчет распределения энерговыделения, функционалов определяющих безопасность активной зоны (максимальную линейную нагрузку на ТВЭЛ и запас до кризиса теплообмена). Архивацию информации о состоянии активной зоны. Передачу данных в СОТ и ВК верхнего уровня СВРК (СВУ). Контроль функционирования ПТК. Контроль достоверности результатов СОК. Оперативную и долговременную архивацию данных о состоянии активной зоны (более100 тысяч параметров). Прогноз распределения энерговыделения в активной зоне при заданных управляющих воздействиях. Представление информации ( в том числе неоперативному персоналу: контролирующему физику, системному программисту и др). ПТК СВРК предназначен для замены, ранее поставляемого оборудования СВРК (в том числе ВМПО "Хортица"), модернизации и оснащения вводимых в эксплуатацию энергоблоков с реакторами типа ВВЭР, причем такой ПТК является унифицированным и открытым для дальнейшего развития с целью введения в него дополнительных функций. В настоящее время ПТК СВРК имеет необходимые референтность и сертификацию. В состав ПТК СВРК входят: аппаратура СВРК-03; вычислительные комплексы оперативного контроля (ВКОК), рабочее место оператора-технолога (РМОТ), вычислительный комплекс верхнего уровня ВКВУ) на базе промышленных компьютеров; рабочие места контролирующего физика, системного инженера, обслуживающего персонала математическое программное обеспечение (МПО) к вычислительным комплексам и рабочим местам; ЗИП, КИП, КМЧ, включая клеммные шкафы.