Министерство Российской Федерации по атомной энергии

Концерн «Росэнергоатом»

ФГУДП "Атомтехэнерго "

Смоленский учебно-тренировочный центр "Атомтехэнерго "

СОГЛАСОВАНО Зам. главного инженера- руководитель СППО ________________Д.Л.Солодов ________________

УТВЕРЖДАЮ Директор Смоленского УТЦ _________________Ю.М.Тригуб _________________

Программа подготовки ВИУР

Система управления и защиты реактора РБМК-1000 (I очередь)

Пособие обучаемого

Согласовано Начальник ОР и РО СППО _______________С.В.Чудов _______________	Разработал Вед. инструктор СППО _____________И.П.Фомичев _____________
Начальник участка спецсистем ЦТАИ _______________Д.С.Бронзов _______________
Десногорск 2003

ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОЛЬКО ПРИ ОБУЧЕНИИ

Неконтролируемая информация, содержащаяся в этих материалах, может быть использована ТОЛЬКО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ. Ни в коем случае нельзя понимать, что материалы, содержащиеся здесь, могут заменить процедуры предприятия или стандартные эксплуатационные процедуры. Когда приводятся копии стандартных процедур, они даются как пример и только для информации, а для реального использования необходимо получить последние версии этого материала. Если у вас есть какие-либо вопросы, свяжитесь с вашим руководителем.

СОДЕРЖАНИЕ

Концерн «Росэнергоатом» 1

1 Реакторные измерения 8

2 Исполнительные (регулирующие) органы СУЗ 30

3 Принципы построения систем управления 65

4 Схемы управления стержнями СУЗ 73

5 Электроснабжение СУЗ 113

6 Измерительная часть СУЗ 141

7 Логические схемы управления, защиты и контроля работоспособности 216

8 СИСТЕМА БЫСТРОЙ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ 289

9 Схемы контроля логики и комплектности стоек ЩЛС 295

10 ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СУЗ 298

Приложение 1 307

Функциональное назначение ТЭЗ 307

Приложение 2 309

Физические основы работы электродвигателей постоянного тока 309

Приложение 3 313

Некоторые сведения из основ электроники 313

Перечень рисунков

Рис. 1‑1 Схема процесса ионизации 10

Рис. 1‑2 Схема образования тока в ионизационной камере: 12

Рис. 1‑3 Вольтамперные характеристики ионизационной камеры для двух значений плотности потока нейтронов (_> ₁) 12

Рис. 1‑4 Схема компенсированной ионизационной камеры 14

Рис. 1‑5 Схема включения ионизационной камеры в импульсном режиме 15

Рис. 1‑6 Схема включения камеры деления КНТ-31 18

Рис. 1‑7 Схема включения компенсированной ионизационной камеры КНК-53М 19

Рис. 1‑8 Внутризонная триаксиальная токовая камера деления КТВ-17 22

Рис. 1‑9 Диапазоны контроля мощности реактора 24

Рис. 2‑10 Конструкция стержня РР 34

Рис. 2‑11 Размещение стержня РР в канале СУЗ 37

Рис. 2‑12 Схема подачи воды в головку канала СУЗ 38

Рис. 2‑13 Схема размещения стержней в каналах СУЗ. 39

Рис. 2‑14 Исполнительный орган БАЗ 41

Рис. 2‑15 Схематическое изображение реактивности, вводимой стержнями СУЗ при их движении из верхнего положения (Чернобыльская АЭС, 26.04.1986) 43

Рис. 2‑16 Аксиальное нейтронное поле в при сбросе стержней СУЗ в режиме АЗ-5 (Чернобыльская АЭС, 26.04.1986) 43

Рис. 2‑17 Расположение в реакторе модернизированных стержней СУЗ 46

Рис. 2‑18 Схема расположения стержня 2477 в крайних положениях 47

Рис. 2‑19 Сечение канала СУЗ с КРО 48

Рис. 2‑20 Кластерный регулирующий орган 50

Рис. 2‑21 Конструкция сервопривода СУЗ 54

Рис. 2‑22 Кинематическая схема исполнитльного механизма СУЗ 57

Рис. 2‑23 Указатель положения стержня СУЗ 60

Рис. 3‑24 Структурная схема САУ 65

Рис. 3‑25 Структурная схема СУЗ реактора РБМК-1000 70

Рис. 4‑26 Принципиальная схема силовой блокировки (блок №1) 80

Рис. 4‑27 Принципиальная схема БВРК РР и цепей СП 82

Рис. 4‑28 Принципиальная схема БВРК УСП 85

Рис. 4‑29 Принципиальная схема БВРК БАЗ (бл. №1) 86

Рис. 4‑30 Схема формирования дополнительного сигнала АЗ-5 для подачи в БВРК 90

Рис. 4‑31 Стойка СУСП БА-101 94

Рис. 4‑32 Блок управления сервоприводами РР, АР, ЛАР (БУСП). Функциональная схема. 96

Рис. 4‑33 Электрическая схема сервопривода БАЗ 101

Рис. 4‑34 Схема БУСП БАЗ (цепи "самохода" и блокировки муфт) 102

Рис. 4‑35 Схема контроля исправности БУСП и СУСП 1(2-18) 106

Рис. 4‑36 Схема формирования сигнала "Вызов СУСП" 107

Рис. 5‑37 Схема электроснабжения измерительной части, логики, ЩПМС (блок №1) 114

Рис. 5‑38 Схема электроснабжения муфт сервоприводов РР, УСП, АР, ЛАР (блок №1) 116

Рис. 5‑39 Схема электроснабжения силовых цепей СП БАЗ (блок №1) 119

Рис. 5‑40 Схема электроснабжения силовых цепей, цепей управления сервоприводов РР, УСП, БАЗ (блок №1) 122

Рис. 5‑41 Схема питания стойки БА-101 СУСПЛ (блок №1) 123

Рис. 5‑42 Схема питания стойки СУСП АР и четырех центральных стержней АР (блок №1) 124

Рис. 5‑43 Отключение якорного питания СП БАЗ при срабатывании силовой блокировки (блок №1) 125

Рис. 5‑44 Схема электроснабжения сельсинов СП (блок №1) 126

Рис. 5‑45 Схема питания шкафа силовой блокировки (блок №1) 127

Рис. 5‑46 Функциональная схема сети надежного питания (блок №2) 128

Рис. 5‑47 Схема электроснабжения 1,2,3СПС и ЩПМС (блок №2) 129

Рис. 5‑48 Схема электроснабжения щитов 2ЩПСТ-1,2 и 3ЩПСТ-1,2 (блок №2) 130

Рис. 5‑49 Входной модуль питания ЩПМБ (блок №2) 132

Рис. 5‑50 Электроснабжение сельсинов указателей положения стержней (блок №2) 134

Рис. 6‑51 Функциональная схема измерительного канала ИСС 143

Рис. 6‑52 Подвеска импульсной камеры деления КНТ.31 145

Рис. 6‑53 Функциональная схема прибора ИСС.3М 147

Рис. 6‑54 Функциональная схема измерения средней мощности и реактивности (БЩУ) 152

Рис. 6‑55 Структурная схема измерительного канала АЗС 154

Рис. 6‑56 Структурная схема измерительного канала АЗСР 162

Рис. 6‑57 Структурная схема измерительной части 1,2АР-АЗМ 167

Рис. 6‑58 Структурная схема прибора КрТ.5 170

Рис. 6‑59 Структурная схема задатчика мощности ЗдМ.5 172

Рис. 6‑60 Функциональная схема корректора уставки КрУ.4 177

Рис. 6‑61 Структурная схема прибора БСП.36 179

Рис. 6‑62 Структурная схема блока триггеров БТ.37 182

Рис. 6‑63 Блок-схема двух смежных каналов БТ.37 183

Рис. 6‑64 Схема опроса каналов 1,2АР в режиме "Калейдоскоп" 184

Рис. 6‑65 Структурная схема прибора УЗМ.11 186

Рис. 6‑66 Выходная характеристика УСО.10 189

Рис. 6‑67 Структурная схема прибора УСО.10 190

Рис. 6‑68 Блок-схема прибора УСМ.12 191

Рис. 6‑69 Выходная характеристика УСМ.12 192

Рис. 6‑70 Структурная схема измерительной части АРМ-АЗММ 194

Рис. 6‑71 Структурная схема измерительной части ЛАР-ЛАЗ 199

Рис. 6‑72 Структурная схема измерительных каналов зоны ЛАР-ЛАЗ 201

Рис. 6‑73 Схема входных цепей стойки ЛАР-ЛАЗ 205

Рис. 6‑74 Структурная схема БСП (ЛАР) 208

Рис. 6‑75 Структурная схема УСО ЛАР 210

Рис. 6‑76 Функциональная схема триггера (Тг) ЛАР 213

Рис. 7‑77 Условные обозначения элементов функциональных схем логики. 219

Рис. 7‑78 Формирование управляющих команд в блоки управления СП (БВРК, БУСП). Функциональная схема. 220

Рис. 7‑79 Схема узла обработки сигналов АЗ-5 и ПК. Функциональная схема. 225

Рис. 7‑80 Контроль набора стержней в функциональные группы. Функциональная схема 226

Рис. 7‑81 Формирование сигналов неисправности контроля набора стержней. Функциональная схема. 227

Рис. 7‑82 Формирование сигналов управления стержнями ПК-АЗ. Функциональная схема. 230

Рис. 7‑83 Управление стержнями РР, ПК-АЗ, УСП, БАЗ, ЛАР, АР. Функциональная схема. 235

Рис. 7‑84 Формирование сигнала "Неисправность измерительной части 1(2,3)АР". Функциональная схема. (бл. №2) 240

Рис. 7‑85 Формирование сигнала "Неисправность исполнительной части 1(2,3)АР" 243

Рис. 7‑86 Формирование сигналов готовности и включения 1(2,3)АР. Функциональная схема. 245

Рис. 7‑87 Формирование сигналов "Включение слежения", "ПК вниз", сигналов управления стержнями 1(2)АР. Функциональная схема. 248

Рис. 7‑88 Формирование сигналов зоны ЛАР. Функциональная схема. 251

Рис. 7‑89 Контроль готовности ЛАР. Функциональная схема. 254

Рис. 7‑90 Формирование сигнала "ЛАР включен". Функциональная схема 255

Рис. 7‑91 Формирование сигналов управления задатчиками мощности с рабочей скоростью. Функциональная схема. 258

Рис. 7‑92 Формирование сигналов автоподстройки задатчиков ЛАР. Функциональная схема. 259

Рис. 7‑93 Формирование сигналов "Режим ПК", "АЗ-1", "АЗ-2", "УСМ" и сигнала "Снижение уставки ЗдМ с аварийной скоростью". Функциональная схема. 263

Рис. 7‑94 Формирование сигналов зоны ЛАЗ. Функциональная схема. 265

Рис. 7‑95 Формирование предупредительных сигналов ЛАЗ. Функциональная схема 269

Рис. 7‑96 Формирование сигнала ЛАЗ. Функциональная схема 270

Рис. 7‑97 Формирование команд управления стержнями ЛАЗ зоны. Функциональная схема. 271

Рис. 7‑98 Управление задатчиками ЛАЗ в аварийных режимах. Функциональная схема. 273

Рис. 7‑99 Управление ЗМ ЛАЗ с рабочей скоростью. Функциональная схема. 275

Рис. 7‑100 Принципиальная схема общих цепей АЗ-5 278

Рис. 7‑101 Формирование сигналов АЗ-5, АЗ-Т2, ПС АЗ. 280

Рис. 7‑102 Формирование сигналов АЗС. Функциональная схема. 282

Рис. 7‑103 Формирование сигналов АЗСР. Функциональная схема. 283

Рис. 7‑104 Формирование сигнала АЗММ. Функциональная схема. 286

Рис. 7‑105 Формирование сигнала АЗМ. Функциональная схема. 287

Рис. 7‑106 Формирование сигнала на закрытие ДРК ГЦН. Функциональная схема 288

Рис. 8‑107 Схема формирования сигналов БАЗ и сигналов неисправности логики БАЗ. 293

Рис. 8‑108 Формирование сигнала БАЗ. Функциональная схема 294

Рис. 9‑109 Структурная схема контроля логики СУЗ. 296

Рис. 10‑110 Диапазоны работы измерительных каналов СУЗ реактора РБМК-1000. 301

Рис. 10‑111 Схема размещения в реакторе исполнительных органов СУЗ 303

1Реакторные измерения Основные измеряемые параметры реактора

Основными и важными для безопасности физическими измерениями в процессе эксплуатации реактора являются измерения плотности нейтронов и реактивности реактора¹ ρ. Эти параметры взаимосвязаны между собой. Если плотность нейтронов в реакторе остается неизменной, то он находится либо в точно критическом состоянии, либо в подкритическом. Введение положительной или отрицательной реактивности нарушает равновесное состояние реактора. Введение отрицательной реактивности в конечном итоге приводит к новому равновесному состоянию, соответствующему более низкой плотности нейтронов. И наоборот, при введении положительной реактивности плотность нейтронного потока начинает возрастать. При этом, если реактор после введения положительной реактивности остается еще в подкритическом состоянии или достиг точно критического состояния, плотность нейтронов установится на новом постоянном, более высоком уровне. После того как реактор достиг критического состояния, дальнейшее приращение положительной реактивности приводит к разгону реактора, т.е. плотность нейтронного потока в нем будет непрерывно возрастать, реактивность будет положительной. Возрастание плотности нейтронов прекратится только тогда, когда избыточная реактивность будет компенсирована введением отрицательной реактивности (отрицательные температурные эффекты реактивности и/или ввод в активную зону стержней СУЗ), и реактор выйдет в новый равновесный режим работы.

Наиболее безопасным состоянием реактора является состояние, характеризующееся неизменным уровнем плотности нейтронного потока. Для безопасной эксплуатации реактора должен быть обеспечен постоянный контроль плотности нейтронного потока и реактивности, а также предусмотрены средства автоматической защиты при достижении опасных значений.

Другим чрезвычайно важным параметром, подлежащим постоянному контролю, является период реактора² Т, характеризующий скорость увеличения нейтронного потока. В критическом состоянии, когда реактивность равна нулю, период реактора равен бесконечности. Конечное положительное значение периода свидетельствует о разгоне реактора со скоростью, определяемой избыточной реактивностью. Разгон реактора идет очень быстро, если избыточная реактивность составляет величину порядка β, где β - доля запаздывающих нейтронов. При этом период может составлять доли секунды. Из определения периода реактора следует, что за это время плотность нейтронов возрастает почти втрое с последующим лавинным наращиванием. Поэтому избыточная реактивность реактора в процессе увеличения мощности ограничивается величиной ∆k < β, где ∆k = k_эф ‑ 1 - избыточная реактивность, k_эф - эффективный коэффициент размножения (ρ = ∆k/kэф - реактивность реактора). Для выполнения этого требования предусмотрены технические и организационные меры. Поскольку β сама по себе достаточно малая величина³, то прямое измерение величины ∆k может стать ненадежным. Более надежным является измерение периода реактора, который изменяется в широких пределах при небольшом изменении реактивности (Т = τ/ρ). Поэтому организация автоматической защиты реактора от недопустимой скорости разгона основывается на измерении периода, а не реактивности.

Важной особенностью ядерного реактора является то, что изменение плотности нейтронов в нем идет практически без запаздывания за изменением реактивности. Этим определяются требования к системе измерения плотности нейтронов и периода реактора - она должна быть практически безынерционна.