7.1. Тенденции в организации блочных пунктов управления

В общем случае в организации БПУ АЭС нового поколения сложились два подхода: компромиссный и революционный [1].

Компромиссный подход (проекты CANDU, NUPLEX80™⁺) обеспечивает консервативность проекта, в котором оптимальным образом применяются не­обходимые имеющиеся в настоящее время современные средства, апробиро­ванная дисплейная технология, разнообразие применяемых технических средств, а также учитывается человеческий фактор. За счет использования эк­рана коллективного пользования, цветных графических и сенсорных дисплеев значительно сокращаются размеры пульта, а также объем предупредительной и аварийной сигнализации, реализуемой с помощью индивидуальных средств контроля и управления.

Революционный подход (проект АЭС с реактором N4, Франция, проект АЭС с реактором ABWR, Япония) отличается радикальностью проекта БПУ с минимумом индивидуальных средств для поддержания энергоблока в режиме нормальной эксплуатации и останова энергоблока в случае отказа блочного _% уровня АСУ ТП.

Оба подхода к созданию БПУ основываются на поддержке действий опера­торов на основе сжатой информации о технологическом процессе с представ­лением ее на экранах мониторов и особом внимании к человеческому фактору при проектировании интерфейса "человек—машина".

Ниже рассматриваются особенности БПУ наиболее известных зарубежных проектов АЭС N4 и АЭС Kashiwadzaki Kariwa, а также БПУ российских АЭС с ВВЭР-640 и ВВЭР-1000.

Блочный пункт управления АЭС N4. За основу разработки БПУ принята концепция полной компьютеризации пульта управления, что позволило реа­лизовать ряд следующих преимуществ [2]:

использовать в каждой из задач по контролю и управлению технологичес­ким процессом одни и те же средства на рабочем месте оператора;

исключить при управлении энергоблоком совместное использование инди­видуальных и компьютеризированных средств;

отображать информацию, адаптированную к конкретной задаче и к ситуа­ции на АЭС, обеспечить связь между информацией, инструкциями и задачами управления;

обеспечить прямую связь аварийных сигналов с соответствующим руковод­ством оператору и управление с использованием этого руководства (инструк­ции).

В пультовой организованы четыре идентичных автоматизированных рабо­чих места операторов, каждое из которых обеспечивает контроль и управление энергоблоком. Основными являются два рабочих места операторов-технологов по управлению реакторной и турбинной установками (рис. 7.1). Два других ра­бочих места занимают начальник смены энергоблока и, при аварийной ситуа­ции на АЭС, инженер по безопасности.

Под мнемосхемой установлен резервный (запасной) пульт в традицион­ном исполнении. Мнемосхема и резервный пульт позволяют в случае общего сбоя в компьютерной системе осуществлять дистанционное управление и, при невосстановлении компьютерной системы в заданное время, вывести реактор в подкритическое состояние.

На рабочем месте оператора-технолога установлены:

три цветных графических дисплея для вывода форматов, представляющих оператору необходимую для управления энергоблоком информацию (общее состояние энергоблока, система, с которой работает оператор, процедуры и протоколы);

три сенсорных дисплея для выбора и реализации операций по управлению исполнительными механизмами, оценки правильности выполнения и контро­ля за исполнением команд оператора по управлению ИМ, управления форма­тами (видеокадрами);

клавиатура для подтверждения действий оператора по управлению;

алфавитно-цифровая клавиатура для ввода данных в АСУ ТП;

четыре алфавитно-цифровых дисплея УСБ;

клавиатура для квитирования аварийных сигналов.

Между графическими дисплеями операторов-технологов установлена па­нель с двенадцатью кнопками для дистанционного запуска систем безопаснос­ти в случае отказа автоматического управления этими системами. Индикация срабатывания или отказа систем безопасности выведена на вставку с табло в центральной части мнемосхемы.

С каждого АРМ оператора возможен доступ ко всем форматам и ко всем аварийным сигналам блока.

Оператор пользуется меню на сенсорном экране, выбирает схему управле­ния, механизм для управления, отдает с помощью клавиатуры команду на уп­равление. В случае, если команда не выполняется, оператор вызывает на сен­сорный экран информацию о причине отказа и рекомендуемую процедуру в соответствии с инструкцией.

Блочный пункт управления АЭС с реактором ABWR. Рассматриваются БПУ, предназначенные для 6-го и 7-го энергоблоков АЭС Kashiwadzaki Kariwa с реак­торами ABWR [3]. Основные преимущества БПУ— улучшенное представление информации за счет использования крупноформатного экрана, расширенная сфера автоматизации на основе анализа рабочей нагрузки на персонал, воз­можность контроля и управления с учетом приоритета выполняемых операций. _t

Внедрение автоматизации с использованием сенсорного управления спо­собствовало созданию компактного пульта управления (рис. 7.2). На пульте уста­новлены цветные графические дисплеи и цветные плоские дисплеи с функция­ми сенсорного управления и общего контроля, переключатели для аварийного управления и исполнительными механизмами систем нормальной эксплуатации.

Плоские дисплеи независимы друг от друга и подразделяются на два вида. Первые размещены в левой части пульта и относятся к системам безопасности. Вторая группа предназначена для систем нормальной эксплуатации и располо­жена в правой части пульта.

Перед операторами установлено крупноформатное табло для выдачи важ­нейшей информации о состоянии станции. В нижней части дисплеев, образующих панель крупноформатного отображения информации, размещены плоские дисплеи с сенсорным управлением. Подобно проекту АЭС N4, эти дисплеи являются резервным пультом управления.

Рис. 7.2. Общая компоновка центрального пульта управления АЭС с усовершенствованными реакторами ABWR

Блочный пункт управления АЭС с ВВЭР-640. За основу организации БПУ принят компромиссный подход: внедрение дисплейных пультов с сохранением индивидуальных средств контроля и управления системами безопасности, СКУ , пожарной зашиты, СКУ электрической части энергоблока. Предусмотрены ре­зервные средства для контроля и управления энергоблоком в случае отказа блочного уровня и, при невосстановлении СВБУ, останова энергоблока [4,5].

В качестве технических средств на БПУ устанавливаются (рис. 7.3):

экран коллективного пользования;

широкоформатные дисплеи на рабочих местах операторов и начальника смены энергоблока;

пульт и информационная панель СУЗ;

пульты-панели УСБТ;

пульты-панели с индивидуальными средствами контроля и управления при отказе СВБУ;

пульты-панели СКУ ЭЧ;

панели СКУ противопожарной защиты;

мониторы для контроля состояния систем безопасности.

Рис. 7.3. Компоновка помещения БПУ энергоблока с ВВЭР-640

Блочный пункт управления АЭС с ВВЭР-1000. Концепция организации БПУ подобна концепции организации БПУ АЭС с ВВЭР-640: компьютеризация ра бочих мест оперативного персонала для ведения режимов нормальной эксплу­атации и использование индивидуальных средств контроля и управления на панелях и пультах УСБ, а также на резервных панелях СКУ турбинного отделе­ния и СКУ электрической части энергоблока [6].

Основными отличиями этого БПУ являются (рис. 7.4):

использование в качестве средства представления оперативному персоналу обобщенной информации о технологическом процессе и состоянии безопасно­сти энергоблока обобщенной мнемосхемы (ОМС);

размещение резервных средств контроля и управления, выполненных на элементах "мозаики", на пультовых консолях дисплейных пультов операторов и в нижней части ОМС.

В неоперативной части БПУ предусмотрены три рабочих места:

оператор системы спецводоочистки, вспомогательных систем реакторного и турбинного отделений;

оператор противопожарных систем и вентиляции;

старший дежурный дозиметрист или оператор системы радиационного контроля.

В состав ОМС входят:

информационная панель СУЗ;

индикаторы общеблочных параметров и собственно мнемосхема, отражаю­щая основной технологической процесс в 1-м и 2-м контурах энергоблока, а также зона расположения резервных средств представления информации; панели электрической части энергоблока.

В заключение обзора можно отметить общую тенденцию в создании БПУ: внедрение компактных дисплейных пультов при сведении к минимуму индиви­дуальных средств контроля и управления на рабочем месте оператора, внедре­ние экранов коллективного пользования или обобщенных мнемосхем для пред­ставления обобщенной информации о технологическом процессе и состоянии безопасности энергоблока.

Рис. 7.4. План размещения технических средств на БПУ:

1 — зона систем безопасности; 2 — панель СУЗ и обобщенная мнемосхема;

3,4 — рабочее место оператора; 5,6— зона электрической части энергоблока;

7— рабочее место начальника смены блока; 8— печатающее устройство;

9 — рабочее место оператора спецводоочистки, вспомогательных систем РО и ТО;

10 — пост радиационного контроля; 11 — рабочее место оператора

систем вентиляции и противопожарных систем; СБ-1,2— дисплеи систем

безопасности; СУЗ-1,2— дисплеи СУЗ; А-Н — дисплеи зон управления СНЭ;

ЭЧ-1,2— дисплеи электрической части.