Glava_1
.pdfВ случае отказа всех рабочих станций (полный отказ дисплейного управления или полный отказ системы верхнего блочного уровня) управление реализуется с резервных средств контроля и управления, размещаемых в основной зоне БПУ. Резервные средства контроля и управления РУ и ТУ предусматриваются для оператора РУ и оператора ТУ. Резервные средства распределяются между операторами в соответствии с тем, как распределена между ними ответственность за технологические задачи энергоблока. Резервные средства контроля и управления пожарной защитой энергоблока предусматриваются в области рабочего места НСБ. В качестве резервных средств контроля и управления используются мозаичные панельные щиты с приборами контроля и управления.
Количество дисплеев и рабочих станций в зоне конкретного оператора определяется объемом задач оператора и объемом оперативной информации, одновременно необходимой для решения оператором этих задач. Все рабочие станции, которыми оснащается рабочее место оператора, функционально равнозначны. Т.е. с каждой рабочей станции оператора предусматривается возможность выполнения любых функций контроля и управления технологическими задачами. Предусмотрена возможность использования рабочей станции НСБ в качестве резервной рабочей станции оператора РО или ТО при соблюдении соответствующих прав доступа в случае отказа рабочей станции оператора РО или ТО.
В основной зоне БПУ предусматривается экран коллективного пользования (ЭКП). ЭКП является информационным средством, организующим взаимодействие персонала БПУ (основной зоны) при реализации общеблочных технологических задач, таких как, перевод энергоблока из одного состояния в другое, контроль и управление нарушениями нормальной эксплуатации, при проектных и запроектных авариях как при функционирующих дисплейных средствах, так и при полном отказе дисплейного управления и контроля. Управление ЭКП осуществляется с рабочего места НСБ.
Вспомогательная зона Вспомогательная оперативная зона БПУ предназначена для контроля и
управления вспомогательными технологическими задачами энергоблока, не связанными с ОТП.
Во вспомогательной зоне БПУ предусматриваются автоматизированные рабочие места для решения следующих технологических задач:
управления и контроля вспомогательными системами РУ и ТУ; управления и контроля системами вентиляции;
управления и контроля средствами ведения ВХР и переработки ЖРО, осуществляемыми централизованно с БПУ.
Неоперативная зона Неоперативная зона БПУ предназначена для:
реализации дополнительной информационной поддержки персонала БПУ в том числе при передаче смены;
контроля и анализа оперативной информации при испытаниях основного оборудования энергоблока;
решения задач обслуживания средств автоматизации, в том числе наладки, тестирования и оперативного восстановления.
В неоперативной зоне не предусматривается реализация функций управления технологическими задачами энергоблока. В состав неоперативной зоны БПУ входят следующие автоматизированные рабочие места:
центр технической поддержки (ЦТП); рабочее место контроля, диагностики и обслуживания АСУ ТП.
Рабочие места неоперативной зоны располагаются в непосредственной близости от помещения основной зоны БПУ.
ЦТП предназначен для технической и информационной поддержки оперативного персонала БПУ при нарушениях НЭ и при авариях. С ЦТП не предусматривается выполнение функций управления технологическими процессами. Из ЦТП должен обеспечиваться обзор основной зоны БПУ, в том числе информационных средств коллективного пользования. В режиме нормальной эксплуатации ЦТП может использоваться для получения дополнительной технической информации по управлению энергоблоком, ознакомления посетителей с обстановкой на БПУ и т.д.
Автоматизированное рабочее место контроля, диагностики и обслуживания АСУ ТП предназначено для:
оперативного анализа и устранения текущих неисправностей средств АСУ ТП; оперативного получения сменным персоналом подробной информации по
техническим, программным и информационным средствам АСУ ТП.
Резервный пункт управления
Резервный пункт управления (РПУ) предназначен для перевода энергоблока в подкритическое расхоложенное состояние (холодный останов) и поддержания его в этом состоянии сколь угодно долго при невозможности управления с БПУ. С РПУ производится расхолаживание энергоблока аналогично расхолаживанию с БПУ. РПУ размещается в здании запасного пункта управления противоаварийными действиями (ЗПУПД). В РПУ предусматриваются автоматизированные рабочие места старшего инженера для управления энергоблоком и начальника смены блока.
Основными средствами контроля и управления РПУ являются дисплейные средства контроля и управления – дисплеи, манипуляторы типа «мышь» или «трекбол», клавиатуры, сенсорные экраны и т.п. Дисплейные средства РПУ обеспечивают возможность выполнения всех функций контроля и управления, доступных с дисплейных средств основной зоны БПУ при условии выполнения необходимых процедур по обеспечению санкционированного доступа к указанным функциям с конкретного автоматизированного рабочего места РПУ. Объем индивидуальных средств управления и контроля задачами обеспечения безопасности (панелей безопасности) на РПУ аналогичен объему подобных средств на БПУ.
При штатном функционировании БПУ средства управления РПУ заблокированы
– сигналы управления от них не формируются. При переводе управления с БПУ на РПУ исключена возможность прохождения ложных сигналов управления, связанных с развитием ситуации на БПУ (например, при пожаре). Для перевода управления на РПУ предусматриваются специальные средства – ключи. При этом исключена возможность несанкционированного перевода управления с БПУ на РПУ при нормальной эксплуатации энергоблока. Действие ключей перевода управления с БПУ на РПУ распространяется на индивидуальные средства управления на панелях безопасности. Ключи обеспечивают отключение возможности управления энергоблоком по сигналам от перечисленных видов средств с БПУ и включение возможности управления по сигналам от аналогичных средств с РПУ.
В РПУ предусматриваются печатающие устройства и место для размещения документации (эксплуатационной, проектной, нормативной, справочной), необходимой для выполнения оперативным персоналом своих функций.
Блочный пункт радиационного и дозиметрического контроля
Блочный пункт радиационного и дозиметрического контроля (БПРК) размещается в зоне контролируемого доступа (ЗКД) энергоблока. Постоянное
присутствие персонала на БПРК не требуется. В составе БПРК предусматривается рабочее место радиационного контроля. На рабочем месте радиационного контроля решаются следующие задачи:
радиационный технологический контроль энергоблока; контроль радиационной обстановки в помещениях энергоблока;
контроль и управление системой радиационного контроля энергоблока.
Местные пункты управления и контроля
В состав местных пунктов управления и контроля входят:
автоматизированное рабочее место управления перегрузочной машиной – периодически обслуживаемый местный пункт управления;
рабочее место инженера-физика – обслуживаемый местный пункт контроля; автоматизированное рабочее место сменных инженеров по обслуживанию
оборудования РО и ТО с обеспечением информацией о состоянии технологических систем и оборудования в зоне ответственности
периодически обслуживаемые местные пункты управления системами, несвязанными с активными средами, в том числе системами вентиляции помещений энергоблока, несвязанными с ОТП.
В качестве проектных основ при проектировании местных пунктов приняты следующие положения:
для контроля и управления основными технологическими задачами или технологическими задачами, связанными с ОТП, предусматриваются периодически обслуживаемые местные пункты управления (контроля) только в тех случаях, если при выполнении соответствующих функций контроля и управления:
существует необходимость постоянного визуального контроля технологического оборудования, управление которым производится;
существует необходимость выполнения большого количества ручных операций по месту и необходимость постоянного взаимодействия с персоналом, выполняющим ручные операции по месту;
b) для управления автоматизированными технологическими системами, несвязанными с активными средами, предусматриваются периодически обслуживаемые МПУ с реализацией вызывной сигнализации во вспомогательной зоне БПУ;
c) контроль и управление неавтоматизированными системами несвязанными с активными средами реализуется по месту.
На БПУ предусматривается вызывная сигнализация с периодически обслуживаемых местных пунктов управления (контроля). На БПУ не предусматривается вызывной сигнализации с обслуживаемых местных пунктов управления (контроля). Для оборудования управляемого (контролируемого) по месту, как правило, не предусматривается вызывная сигнализация, и не предусматривается постоянное присутствие оперативного персонала.
В состав общестанционных пунктов управления и контроля входят: центральный пункт управления (ЦПУ); пункт общестанционных систем (ПОС);
центральный пункт радиационного и дозиметрического контроля (ЦПРК); запасной пункт управления противоаварийными действиями (ЗПУПД); местные пункты управления (контроля).
Рекомендуется размещение центрального пункта управления, пункта общестанционных систем, запасной пункт управления противоаварийными действиями и резервного пункта управления в пределах одного здания.
Центральный пункт управления
ЦПУ предназначен для контроля и управления следующими технологическими задачами ОТП с автоматизированных рабочих мест с необходимым объемом резервных средств контроля и управления:
выдача мощности в энергосистему (для каждого из энергоблоков); резервное электропитание собственных нужд (для каждого из энергоблоков); совместная работа АЭС с энергосистемой; взаимодействие с диспетчером энергосистемы.
На ЦПУ предусматривается автоматизированное рабочее место начальника смены станции и инженера-электрика.
Рабочее место начальника смены станции (НСС)
Рабочее место НСС предназначено для контроля обобщенной информации, характеризующей:
соблюдение установленного режима выдачи электроэнергии в сеть; состояние энергоблоков АЭС; состояние безопасности энергоблоков и АЭС в целом;
запасы технологических сред, необходимых для работы энергоблоков и АЭС; радиационную обстановку на энергоблоках, АЭС и в контролируемой зоне; пожарную безопасность энергоблоков и АЭС; технологические параметры и события, влияющие на технико-экономические
показатели АЭС.
Рабочее место НСС размещается в ЦПУ. С рабочего места НСС должен обеспечиваться обзор основной информационной зоны ЦПУ.
Центральный пункт радиационного и дозиметрического контроля
Центральный пункт радиационного и дозиметрического контроля (ЦПРК) размещается на границе ЗКД рядом с санпропускником, обеспечивающим доступ в ЗКД 1 и 2 энергоблоков.
ЦПРК является основным пунктом, обеспечивающим организацию л-бот в ЗКД. ЦПРК должен быть оснащен вызывной сигнализацией с периодически обслуживаемых БПРК.
В ЦПРК предусматриваются следующие рабочие места: рабочее место радиационного контроля; рабочее место дозиметрического контроля.
На рабочем месте радиационного контроля решаются следующие задачи: радиационный технологический контроль энергоблоков; контроль радиационной обстановки в помещениях энергоблоков и в помещениях
общестанционных зданий; контроль радиоактивного загрязнения транспорта и персонала, покидающего
территорию АЭС; контроль радиационно-экологической обстановки на площадке, в санитарно-
защитной зоне и в зоне наблюдения АЭС.
контроль и управление системой радиационного контроля энергоблоков и общестанционных зданий.
На рабочем месте дозиметрического контроля решаются следующие задачи: контроль радиационной обстановки в помещениях энергоблока при допуске
персонала к работам в ЗКД; дозиметрический контроль персонала при работах в ЗКД по нарядам и
распоряжениям.
Пункт общестанционных систем
Пункт общестанционных систем (ПОС) предназначен для контроля и управления общестанционными технологическими задачами. В ПОС предусматривается рабочее место дежурного инженера-оператора общестанционных систем (ОС). В ПОС предусматривается дистанционное управление основными общестанционными системами, а также вызывная сигнализация с местных пунктов управления (контроля) общестанционных систем без постоянного присутствия персонала.
Дежурный инженер-оператор ОС организует оповещение перечисленного ниже оперативного общестанционного персонала о наличии нарушений в области их ответственности:
дежурный инженер-химик по общестанционным химико-технологическим установкам;
дежурный инженер-электрик по электрической части общестанционных объектов; дежурный инженер по технологическим установкам общестанционных объектов; дежурный инженер по противопожарной защите общестанционных объектов. Указанный персонал организует анализ и оперативное устранение
неисправностей оборудования общестанционных объектов. Предусматриваемые для данного персонала рабочие места являются рабочими местами без постоянного присутствия персонала. На рабочих местах данного персонала реализуется предоставление по запросам информации о состоянии оборудования по зонам обслуживания.
Запасной пункт управления противоаварийными действиями (кризисный центр)
В ЗПУПД предусматриваются автоматизированные рабочие места для выполнения функций, регламентированных существующими отраслевыми нормами по противоаварийным действиям. В состав функций ЗПУПД входит формирование и передача информация в центры технической поддержки (Эксплуатирующей организации, Главного конструктора РУ, Научного руководителя).
Местные пункты управления и контроля общестанционные
Общестанционные местные пункты управления (контроля) с постоянным или периодическим присутствием персонала предусматриваются для следующих объектов (задач):
азотно-кислородная установка; компрессорная установка; электролизная установка; холодильные установки; пуско-резервная котельная; приготовление химических растворов; химводоочистка; установки переработки ТРО;
вентиляция общестанционных зданий и сооружений; пожарная защита общестанционных зданий и сооружений; переработка замасленных стоков; спецпрачечная; и др.
Вид предусматриваемого местного пункта управления определяется в соответствии со следующими положениями:
предусматривается местный пункт управления с постоянным присутствием персонала, если решение технологических задач требует выполнения персоналом операций по управлению (контролю) в процессе работы соответствующей
технологической установки. На пункте общестанционных систем в этом случае не предусматривается вызывной сигнализации с данного пункта управления;
предусматривается местный пункт управления с периодическим присутствием персонала (на время пуска/останова установки), если решение технологических задач требует выполнения персоналом операций по управлению (контролю) только при пуске/останове соответствующей технологической установки. На пункте общестанционных систем в этом случае организуется вызывная сигнализация с данного пункта управления.
8.2. Основы проектирования
При проектировании БПУ используется системный базовый метод – метод функционального проектирования (МЭК-60964). Метод включает следующие четыре операции:
-анализ функций;
-распределение функций;
-проверка и подтверждение достоверности распределения функций;
-анализ работы.
Анализ функций АЭС определяет иерархию целей для проектирования БПУ, охватывающую все рабочие состояния и аварийные ситуации. Эти цели должны включать производство электроэнергии и минимизацию радиоактивных выбросов как главную задачу. Цели могут быть развиты дальше как вспомогательные и использованы в процессе принятия решения.
Для реализации функций станции должен быть проведен анализ основного информационного потока и выявлены требования по его обработке. При определении объема информационного потока и требований к его обработке разработчик должен заложить в проект различные базовые события как нормально протекающие, так и аномальные (рис. 8.2.1 и 8.2.2).
Должны быть включены следующие события:
-события, требующие операций, субъективно считающихся трудными из-за сложности интерпретации данных или управления, большой скорости управления и т.д.;
-события, требующие высочайшей уверенности и правильной реакции оператора, например, на определенные аварийные условия;
-события, имеющие важное значение для оценки вероятностного риска;
-события, при которых остановка станции прогнозируется с высокой вероятностью, если вовремя не приняты корректирующие действия;
-события, степень появления которых высока.
Количество событий должно быть достаточно большим, чтобы охватить все функции, связанные с иерархической целевой структурой. Разработчик должен проводить анализ задания для определения того, какие функции должны быть переданы человеку и какие «машине».
Следующие функции, присвоенные человеку:
-ручное управление, включая резервный и автоматический контроль;
-считывание информации, связанное как с ручным, так и с автоматическим
управлением;
-интеллектуальные задачи высшего уровня, такие, как диагноз причины аномальных и непредвиденных рабочих режимов и событий и выработка корректирующих действий.
Функции, присвоенные «машине», относятся к тем, которые достигнуты автоматическим управлением.
При этом анализе должны быть применены принципы инженерной психологии и критерии проектирования. Принципы и критерии, используемые при анализе, должны быть подтверждены документально и должны включать факторы, связанные со способностями и ограничениями персонала БПУ и автоматической системы
|
|
Идентификация целей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Безопасность |
|
Эффективность |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Идентификация функций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Абстрактные |
Системные |
Детализированн |
|
|
|
|
|
функции |
функции |
ые функции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Постулируемые |
|
|
|
Определение требований к потоку и |
|
||||
|
|
|
проектные |
||||
|
|
обработке информации |
|
|
аварии и |
||
|
|
|
|
|
|
необходимые |
|
|
|
|
Эффективность |
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Анализ задач управления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Разработка критериев распределения |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
Характеристики задач |
|
Критерии распределения |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Распределение функций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Функции человека |
|
Функции автоматики |
|
|
Рис. 8.2.1. Функциональный анализ и распределение функций по стандартам МЭК
Цели и задачи АС |
Принципы проектирования |
|
|
Функциональный анализ
Функции управления
Распределение функций
Функции автоматики |
Функции человека |
Верификация распределения функций
Нет |
|
Нет |
|
Успешно? |
Успешно? |
||
Да |
Да |
||
|
|
|
|
|
Валидация распределения |
|
|
|
|
функций |
|
|
|
|
|
Успешно?
Да
Анализ деятельности
Функциональные требования к персоналу, ЧМИ, процедурам, подготовке
Рис. 8.2.2. Идентификация функциональных требований к БПУ
Основные этапы проектирования:
Этап 1 – функциональное проектирование.
На этом этапе выполняются аналитические исследования эксплуатационных задач АЭС, определяются функции и взаимосвязь персонала с автоматизированным оборудованием АЭС.
Этап 2 – техническое проектирование БПУ для конкретной реализации функций управления и контроля, обеспечения безопасности АЭС. На этом этапе:
-производится окончательная компоновка БПУ;
-определяются условия эксплуатации и функционально-технические требования
коборудованию;
-определяются конкретные функции персонала и соответствующие требования к его квалификации;
-определяются требования к проектной документации в интересах выполнения функциональных обязанностей персонала по управлению и контролю технологического процесса и обеспечению безопасности. В процессе второго этапа и при его окончании определяется, отвечают ли отдельные компоненты БПУ установленным эксплуатационным и функциональным целям и эргономическим требованиям.
Основные направления решений в рамках этапа 1 по управлению энергоблоком сводятся к формированию требований основной технологии к системам управления во всех режимах. Суть подобных технологических требований сводится к следующему.
В условиях нормальной эксплуатации (HУЭ) – автоматическое поддержание параметров в условиях экономичной и безопасной выработки электроэнергии, обеспечение безошибочности действий персонала и обеспечение, в максимально возможной степени, информационного обеспечения персонала во всех режимах эксплуатации АЭС.
При нарушении нормальной условий эксплуатации (ННУЭ) – возврат энергоблока в нормальные условия эксплуатации системами НЭ важными для безопасности, без работы систем безопасности, предотвращение исходных событий, сохранение работоспособности систем и оборудования, предотвращение необоснованного отключения систем нормального энергоснабжения, теплоотвода, систем пожаротушения и др.
В условиях предаварийной ситуации - возврат энергоблока в нормальные условия эксплуатации с использованием систем безопасности, предотвращение перерастания в проектную аварию. В условиях проектной аварии – снижение последствий ПА и защита неповрежденных барьеров, предотвращение перерастания проектной аварии в запроектную. В условиях ЗПА – снижение ее последствий, предотвращение тяжелого повреждения топлива.
При нормальных условиях эксплуатации решаются технологические и информационные задачи управления.
Технологические задачи управления:
обеспечение основного технологического процесса (ОТП) – задачи выработки, передачи тепла и производства электроэнергии в соответствии с диспетчерским планом, с обеспечением проектных условий эксплуатации;
обеспечение динамической устойчивости энергоблока; обеспечение перегрузки топлива – задачи обеспечения контроля активной зоны,
ядерной безопасности, работы перегрузочной машины, режима доступа в ГО; обеспечение безопасности АЭС во всех состояниях НЭ; поддержание условий жизнедеятельности персонала АЭС;
поддержание работоспособности систем и оборудования энергоблока и общестанционных систем;
поддержание заданного уровня мощности энергоблока; перевод энергоблока из одного состояния в другое; обеспечение устойчивости к ошибкам персонала; обеспечение условий пожарной безопасности АЭС.
Задачи информационного обеспечения:
постоянный контроль персоналом БПУ, ЦПУ, НСС и администрацией АЭС (отвечающей за эксплуатацию) параметров определяющих состояние энергоблоков и безопасность АЭС;
вывод результатов диагностики (по запросу) и самодиагностики состояния технологических процессов АЭС и основного оборудования;
сигнализация результатов диагностирования при регламентных проверках работоспособности оборудования нормальной эксплуатации и систем безопасности;
сигнализация наступления исходных событий |
и регламентных событий НЭ, |
требующих управляющих действий персонала; |
|
фильтрация сигналов оператором с АРМ |
пункта управления, исходя из |
решаемой локальной технологической задачи; сигнализация наступления статистических (расчетных) регламентных требования
по времени выполнения технологических операций , по кратности использования оборудования, для планирования регламентных планово-предупредительных осмотров и ремонтов и т.п.;
обеспечение вызова оператором соответствующих (для решаемой задачи управления) электронных технических руководств, как при управлении с основного места управления (АРМ), так и при управлении с резервных средств.
обеспечение архива интерактивных электронных технических руководств и электронных протоколов для поддержки жизненного цикла АЭС.
При нарушениях нормальных условий эксплуатации (ННУЭ) дополнительно решаются следующие технологические и задачи информационного обеспечения управления.
Технологические задачи управления:
- автоматическая компенсация отклонений от нормальной эксплуатации системой АСУ ТП, осуществляющей функции управления, регулирования, отключения оборудования и включения резервного оборудования для предотвращения аварий, сохранения функций систем и оборудования и предотвращения несанкционированного подключения систем безопасности, систем пожаротушения;
обеспечение снижения мощности до уровня снятия нарушения, при этом условием, определяющим возможность дальнейшей работы энергоблока на мощности, является соблюдение проектных пределов и условий безопасной эксплуатации при отклонениях и нарушениях;
обеспечение автоматической остановки энергоблока при отклонении параметров реакторной установки и турбоустановки до защитных уставок;
надежное поддержание резервными средствами управления заданного режима работы АЭС, при отказе основного вида управления, в течение регламентируемого времени на восстановление отказа;
обеспечение останова энергоблока с резервных средств управления БПУ, при невозможности восстановления в регламентируемое время основного управления;
обеспечение останова энергоблока с АРМ и с резервных средств управления РПУ, при невозможности управления с БПУ;
обеспечение работы реактора и турбины на мощности обеспечивающей нагрузку собственных нужд, в течение времени не менее 60 минут при полном отключении нагрузки (отключение блока от энергосистемы);
обеспечение устойчивости к ошибкам персонала.