2.2. Функции управляющих систем асутп

Функции АСУ ТП общестанционной части. Объектом управления АСУ ТП являются технологические системы, расположенные в общестанционных со­оружениях основного и вспомогательного производственного назначения.

В со­став общестанционных систем входят:

Общестанционные здания и сооружения зоны "строгого" режима:

спецкорпус;

лабораторно-бытовой корпус.

Общестанционные здания и сооружения зоны "свободного" режима:

комплекс сооружений открытого распредустройства;

компрессорная для генераторных выключателей энергоблоков с установ­кой ресиверов;

здание общестанционных вспомогательных служб, включающее комплекс водоподготовки и газового хозяйства, теплоцентр, вспомогательный корпус и теплую стоянку спецтранспорта;

комплекс контроля воды конденсатоочистки;

административный корпус;

столовая;

маслодизельное хозяйство;

пожарное депо;

комплекс сооружений водопровода;

комплекс сооружений канализации;

комплекс сооружений технического водоснабжения и ряд других соору­жений.

К станционному оперативному персоналу относятся:

начальник смены станции;

инженер-технолог по эксплуатации технологической части АЭС;

оператор-технолог по водоподготовке;

инженер-технолог по эксплуатации электрической части АЭС;

начальник смены радиационной безопасности АЭС.

К оперативным пунктам управления общестанционного уровня относятся:

рабочее место начальника смены АЭС;

щит управления общестанционными системами (ЩОС);

центральный щит управления электрической частью станции (ЦЩУ);

щит водоподготовки;

центральный щит радиационного контроля (ЦЩРК).

На общестанционном уровне предусмотрен противоаварийный центр уп­равления (ПЦУ), предназначенный для руководства противоаварийными дей­ствиями на станции и для обеспечения связи с противоаварийным центром вне площадки АЭС.

На обшестанционном уровне обеспечивается оперативная связь с автома­тизированной системой диспетчерского управления (АСДУ) энергосистемой.

Рабочие места оперативного и неоперативного персонала оснащены соот­ветствующими автоматизированными рабочими местами (АРМ). На рабочих местах неоперативного персонала формируются запросы на передачу техноло­гической, эксплуатационной и нормативной информации из АСУ ТП АЭС. Зап­росы информации передаются по назначению вне режима реального времени.

АСУ ТП общестанционной части АЭС реализует информационные, управ­ляющие и системные функции.

В качестве примера приведем функции, реализуемые на рабочем месте на­чальника смены станции:

1) функции представления информации:

индикация обобщенной и предметной информации о текущем состоянии технологического процесса на энергоблоках;

индикация обобщенной информации о состоянии безопасности энерго­блоков (критические функции безопасности, параметры безопасности);

индикация информации о радиационной обстановке на АЭС и энерго­блоках;

.индикация информации о состоянии главной схемы распределительного устройства;

индикация информации о наличии в должном количестве различных сред, в том числе "чистого" конденсата, раствора борной кислоты, азота и др.;

представление расчетной, справочной и т.п. информации;

ведение оперативной и отчетной документации;

2) функции сообщений и сигнализации: сигнализация:

о достижении значений параметров технологического процесса уставок, соответствующих эксплуатационным пределам энергоблоков;

о нарушении эксплуатационных пределов энергоблоков;

о достижении параметрами уставок пределов безопасной эксплуатации энергоблоков;

о нарушении пределов и условий безопасной эксплуатации энергоблоков;

об отказах УСНЭ, УСНЭ ВБ и УСБ энергоблоков;

об отказах средств электроснабжения энергоблоков;

о пожарной обстановке на энергоблоках и АЭС;

о состоянии УСБ энергоблоков;

о срабатывании УСБ энергоблоков;

о радиационной обстановке на энергоблоках и АЭС;

о достижении значений параметров технологического процесса общестан­ционных систем аварийных уставок;

сообщения:

индикация на экранах дисплеев обобщенных аварийных сообщений;

представление на экранах дисплеев протоколов сообщений.

Функции управляющих систем энергоблока. АСУ ТП энергоблока объединя­ет в своем составе блочный и нижний уровни системы.

Блочный уровень. На блочном уровне реализуются управляющие и информационные функции, касающиеся данного энергоблока в целом.

В состав пунктов управления энергоблоком входят:

блочный пункт управления;

резервный пункт управления (РПУ);

блочный щит радиационного контроля (БЩРК);

центр технической поддержки (ЦТП).

Оперативный персонал БПУ осуществляет управление технологическим обо­рудованием систем нормальной эксплуатации и систем безопасности при нор- » мальной эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации, включая аварии.

При невозможности пребывания оперативного персонала на БПУ управле­ние системами безопасности, перевод реактора в подкритическое состояние, удержание реактора в подкритическом состоянии, отвод тепла от реактора и контроль состояния реакторной установки осуществляются с РПУ.

Оперативный персонал БЩРК обеспечивает:

радиационный технологический контроль АЭС;

контроль радиационной обстановки на энергоблоке;

индивидуальный дозиметрический контроль;

контроль радиоактивных загрязнений;

управление режимом работы средств измерений;

управление исполнительными механизмами автоматизированной системы радиационного контроля (АСРК).

Центр технической поддержки предназначен для оказания научно-техни­ческой поддержки оперативному персоналу аварийного энергоблока при уп­равлении авариями.

Система верхнего блочного уровня (СВБУ) реализует информационные, управляющие и системные функции.

К информационным функциям относятся:

сбор информации от программно-технических комплексов (ПТК) нижне­го уровня АСУ ТП, ее регистрация и архивирование;

оперативное отображение информации о технологическом процессе и со­стоянии безопасности энергоблока;

функции сигнализации;

вычисление и отображение интегральных характеристик технологического процесса;

расчет вычисляемых параметров режима;

формирование протоколов;

расчет технико-экономических показателей, ресурса технологического обо­рудования и т.д. для долгосрочных оценок и планирования производства элект­роэнергии;

ведение баз данных.

Информационные функции обеспечивают оперативный персонал энерго­блока и персонал, выполняющий свои функции с использованием АСУТП, данными в достаточном объеме для качественного контроля состояния техно­логического процесса и безопасности энергоблока и принятия решения по уп­равлению во всех проектных состояниях энергоблока.

Управляющие функции СВБУ обеспечивают автоматизированное управле­ние оборудованием энергоблока с использованием АРМ оперативного персо­нала.

Функции управления должны соответствовать уровню автоматизации АСУ ТП и определяться концепцией управления АЭС.

К системным функциям относятся:

поддержка коммуникаций;

обеспечение непрерывной отказоустойчивой работы подсистем АСУ ТП и комплекса в целом;

ведение единого времени.

Временные характеристики информационных функций и функций управ­ления регламентируются исходя из требований к контролю и управлению соот­ветствующими технологическими процессами.

Нижний уровень. Разделение АСУ ТП на отдельные подсистемы вы­полнено с учетом общности технологических функций и задач управления, а также требований по безопасности и надежности.

В состав систем нижнего уровня АСУ ТП входят управляющие системы нор­мальной эксплуатации и управляющие системы, важные для безопасности.

УСНЭ формируют и реализуют по заданным технологическим целям, кри­териям и ограничениям управление технологическим оборудованием систем нормальной эксплуатации. УСНЭ осуществляют автоматическое и автоматизи­рованное управление технологическим оборудованием систем нормальной экс­плуатации.

УСВБ предназначены для управления технологическим оборудованием энергоблока АЭС, обеспечивающим безопасность в условиях нормальной экс­плуатации и нарушения нормальной эксплуатации, включая аварии [3].

УСВБ подразделяются на управляющие системы нормальной эксплуата­ции, важные для безопасности, и управляющие системы безопасности. В состав УСБ входят система управления и защиты реактора и управляющая система безопасности по технологическим параметрам (УСБТ).

УСНЭ ВБ осуществляет автоматическое и автоматизированное управление технологическим оборудованием систем нормальной эксплуатации, важных для безопасности.

УСБ выполняет свои функции автоматически при возникновении усло­вий, предусмотренных проектом. Возможность отключения УСБ оперативным персоналом при автоматическом запуске блокируется в течение 30 минут [4].

В состав уровня контроля, управления и защиты энергоблока входят следу­ющие системы (рис. 2.5):

УСБ в составе СУЗ и УСБТ;

СКУД — система контроля, управления и диагностики реакторного отде­ления;

СКУ РО — система контроля и управления реакторного отделения;

СКУ ТО — система контроля и управления турбинного отделения;

Рис. 2.5. Состав управляющих и информационных систем АСУ ТП энергоблока:

УСВБ — управляющие системы, важные для безопасности; УСБ — управляющие системы безопасности; СУЗ— система управления защиты реактора; УСБТ— управляющие системы безопасности по технологическим параметрам; СИАЗ — система индустриальной антисейсмической защиты; УСНЭ ВБ — управляющие системы нормальной эксплуатации, важные

для безопасности; СКУ РО — система контроля и управления реакторного отделения; СКУ ТО —система контроля и управления турбинного отделения; А СРК — автоматизированная система радиационного контроля; СКУ ПЗ — система контроля и управления противопожарной защитой;

СПАМ — система послеаварийного мониторинга; СКУД— система контроля, управления и диагностики реакторного отделения; УСНЭ — управляющие системы нормальной эксплуатации; СКУ ЭЧ— система контроля и управления электрической части энергоблока; СКУ ВП — система контроля и управления водоподготовкой; СКУ ВХР — система контроля и управления водно-химическим режимом; СРПВЭ — система регистрации параметров, важных для эксплуатации

СКУ ЭЧ — система контроля и управления электрической части энерго­блока;

СКУ ВП — система контроля и управления водоподготовкой;

АСРК — автоматизированная система радиационного контроля;

СКУ ВХР — система контроля и управления водно-химическим режимом;

СКУ ПЗ — система контроля и управления противопожарной защитой;

СИАЗ — система индустриальной антисейсмической защиты;

система дистанционного визуального контроля оборудования АЭС;

система регистрации параметров, важных для эксплуатации (СРПВЭ);

система регистрации аварийных ситуаций (система типа "Черный ящик");

система послеаварийного мониторинга (СПАМ) или КИП аварий.

Функции УСБ. В составе УСБ интегрированы функции системы уп­равления и защиты реактора и управляющей системы безопасности по техно­логическим параметрам.

управления и защиты реактора предназначена для управления реактором при его пуске, работе на мощности, плановой или ава­рийной остановке путем изменения положения твердых поглотителей органов регулирования, размещаемых в активной зоне реактора [12].

СУЗ реактора ВВЭР-1000 выполняет следующие функции:

контроля плотности нейтронного потока, скорости его изменения, конт­роля технологических параметров, необходимых для защиты и управления ре­активностью и мощностью реакторной установки;

управления реактивностью и мощностью реактора;

разгрузки и ограничения мощности реактора;

перевода активной зоны реактора в подкритическое состояние и поддержа­ния ее в подкритическом состоянии;

защиты реактора;

сигнализации.

По функциям контроля СУЗ обеспечивает:

контроль нейтронно-физических параметров реактора и сравнение их с за­данными значениями уставок;

контроль текущих значений технологических параметров РУ в диапазонах, соответствующих всем режимам работы РУ, и сравнение их с заданными зна­чениями уставок;

контроль дискретных сигналов из СКУД;

контроль положения органов регулирования СУЗ;

контроль дискретных сигналов о состоянии оборудования РУ;

представление в СВБУ и на информационную панель СУЗ значений нейт­ронно-физических и технологических параметров.

Контроль плотности нейтронного потока, периода и реактивности реакто­ра во всех режимах его работы осуществляется аппаратурой контроля нейтрон­ного потока (АКНП) на основе измерения плотности потока нейтронов в спе­циальных каналах, содержащих блоки детектирования (БлД).

Контроль теплофизических параметров и состояния оборудования РО осу­ществляется аппаратурой защиты по технологическим параметрам (АЗТП).

Рис. 2.6. Функции контроля и управления СУЗ:

СГИУ— система группового и индивидуального управления ОР СУЗ;

ЭО СУЗ — комплекс электрооборудовании СУЗ; УПЗ — ускоренная

предупредительная защита; 113-1(2)— предупредительная защита;

ТПН — турбопитательный насос

Параметры и дискретные сигналы, контролируемые АКНП и АЗТП (рис. 2.6):

п — плотность нейтронного потока, нейтр/см²-с;

N — физическая мощность реактора, %N_hom;

Т — период изменения потока тепловых нейтронов;

с — реактивность;

Н — положение ОР СУЗ, см;

H_ra — уровень теплоносителя в компенсаторе давления, мм;

Н_пг — уровень воды в парогенераторах, мм;

Р_аз — давление над активной зоной, МПа;

ДР_ГЦН — перепад давления на ГЦН, МПа;

Р_п — давление пара в паропроводе, МПа;

Р_к — давление в контайнменте, МПа;

Т_г — температура теплоносителя в любой горячей нитке, °С;

T_slK— температура насыщения теплоносителя 1-го контура, °С;

T_sn — температура насыщения среды в паропроводе, °С;

f _цн — частота энергопитания ГЦН, Гц,

а также:

локальное энерговыделение, Вт/м;

запас до кризиса кипения на поверхности ТВЭ;

состояние ГЦН и турбопитательных насосов (ТПН);

положение стопорных клапанов турбины;

наличие электропитания СУЗ;

отключение энергоблока от системы;

отключение выключателя генератора.

По функциям управления СУЗ обеспечивает:

автоматическое регулирование мощности реактора;

дистанционное групповое и индивидуальное управление ОР.

По функциям разгрузки и ограничения мощности СУЗ обеспечивает:

ускоренную предупредительную защиту при определенном составе работа­ющего оборудования и значений параметров РУ посредством сброса одной на­перед заданной группы ОР автоматически или от ключа оператора на БПУ;

предупредительную защиту 1-го рода (ПЗ-1) (автоматическое снижение мощности реактора посредством последовательного движения вниз групп ОР, начиная с рабочей, со скоростью 2 см/с) при достижении контролируемыми параметрами соответствующих уставок или разгрузку и ограничение мощности реактора в зависимости от состояния оборудования;

предупредительную защиту 2-го рода (ПЗ-2) (запрет на движение ОР вверх) при достижении контролируемыми параметрами соответствующих уставок, а также при несанкционированном падении любого одного ОР;

разгрузку и ограничение мощности реактора в зависимости от состояния оборудования РУ и частоты электропитания ГЦН.

По функциям защиты СУЗ обеспечивает:

аварийную защиту реактора путем обесточивания всех приводов ОР и паде­ния их под действием собственного веса при следующих условиях:

достижения нейтронно-физическими и технологическими параметрами уставок аварийной защиты;

исчезновения напряжения в любом комплекте СУЗ или на шинах силового электропитания СУЗ;

нажатия кнопок аварийной защиты на БПУ или РПУ, предназначенных для инициирования срабатывания аварийной защиты;

выдачу сигналов в УСБТ для аварийной подачи концентрированного ра­створа борной кислоты в 1-й контур.

Время падения ОР не превышает 4 с.

функциям сигнализации СУЗ обеспечивает:

сигнализацию состояния СУЗ;

сигнализацию срабатывания A3—ПЗ;

сигнализацию первопричины срабатывания A3—ПЗ.

Кроме вышеупомянутых основных функций, СУЗ обеспечивает:

выдачу сигналов в другие подсистемы АСУТП;

диагностику состояния своих технических средств с непрерывным контро­лем исправности и представлением оператору информации об отказах.

Автоматическое регулирование мощности реактора предусматривает при­ведение мощности реактора в соответствие с мощностью турбогенератора или поддержание постоянного значения мощности реактора изменением положе­ния регулирующей (рабочей) группы ОР.

При поступлении предупредительного сигнала ПЗ-1 или УПЗ регулятор отключается от управления реактором.

В состав предупредительной защиты входит аппаратура (устройство) разгрузки и ограничения мощности (АРОМ) реактора. Устройство предназначено для ограничения тепловой мощности реактора на уровне, задаваемом автома­тически в зависимости от числа работающих ГЦН и ТПН. Снижение мощности до разрешенного уровня производится путем выдачи устройством команд на движение рабочей группы ОР вниз.

Классификация функциональных систем СУЗ по отношению к безопасно­сти, согласно ОПБ-88/97 [4], приведена в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Классификация оборудования СУЗ

Наименование	Классификационное обозначение
Аварийная защита	2У
Предупредительная защита (включая разгрузку и ограничение мощности)	ЗН
Автоматическое регулирование мощности реактора	ЗН
Групповое и индивидуальное управление ОР	ЗН
Сбор, представление и выдача информации	ЗН

В отношении систем безопасности и систем нормальной эксплуатации, важ­ных для безопасности, УСБТ выполняет следующие функции:

контроля;

информационные;

управления защитными, локализующими и обеспечивающими системами безопасности;

сигнализации;

диагностики.

По функции контроля УСБТ обеспечивает:

контроль текущих значений технологических параметров в диапазонах, со­ответствующих всем режимам работы энергоблока, их предварительную обра­ботку и сравнение их текущих значений с заданными значениями уставок;

расчет значений вычисляемых параметров и сравнение их с заданными зна­чениями уставок;

контроль дискретных сигналов из СУЗ;

контроль состояния исполнительных механизмов РО.

Параметры и дискретные сигналы, контролируемые УСБТ (рис. 2.7):

Н_саоз — уровень в емкости САОЗ, мм;

Р — давление в емкости САОЗ, МПа;

саоз ^ ' '

Р_пг— давление в парогенераторах, МПа; Р_11ПГ — давление в паропроводах парогенераторов, МПа; Р_|к — давление в 1-м контуре, МПа;

Т_м — максимальная температура теплоносителя в любой из горячих ниток петель, °С;

Т_1к— температура теплоносителя 1-го контура, "С;

G_B — расход насосов ввода бора,

а также:

сигналы обесточивания механизмов собственных нужд любой секции сис­тем безопасности;

сигнал A3 из СУЗ.

По информационным функциям УСБТ обеспечивает передачу информа­ции в СВБУ и представление информации на индивидуальных средствах пуль-« тов-панелей УСБТ на БПУ и РПУ. В состав информации входят следующие данные:

контролируемые параметры;

сигнализация о состоянии исполнительных механизмов;

сигнализация о нарушении пределов и условий безопасной эксплуатации;

сигнализация о работоспособности комплектов аппаратуры каналов УСБТ;

сигнализация о срабатывании УСБТ.

По функции защиты УСБТ обеспечивает реализацию алгоритмов защиты при достижении контролируемыми параметрами соответствующих уставок и формирование команд управления необходимыми исполнительными механиз­мами, в том числе:

отсечение парогенераторов;

аварийное газоудаление (открытие арматуры на линии аварийного газоуда­ления);

аварийную подпитку 1-го контура;

включение насосов высокого и низкого давления для подпитки борным раствором 1-го контура;

защиту от превышения давления в 1-м и 2-м контурах;

запуск дизель-генераторов и их последовательное нагружение в соответ­ствии с программой ступенчатого пуска;

отключение ГЦН;

включение систем, обеспечивающих жизнедеятельность персонала и под­держания необходимых условий в помещениях электротехнических, аккумуля­торных батарей и кабельных помещениях.

По функции диагностики УСБТ обеспечивает:

диагностику измерительных каналов, начиная от выхода датчика до модуля приема информации;

диагностику технических средств системы с формированием сообщений об отказах.

Функции СКУД реакторной установки [9]. По отношению к бе­зопасности СКУД РУ классифицируется по 3-му классу и относится к УСНЭ ВБ.

СКУД представляет собой комплексную объектно-ориентированную авто­матизированную систему, входящую в состав АСУТП энергоблока.

Основные задачи СКУД:

контроль нейтронно-физических и тепло-гидравлических характеристик активной зоны реактора и режимов эксплуатации РУ при работе энергоблока в базовом и маневренном режимах;

формирование сигналов защиты по локальным параметрам активной зоны реактора (линейное энерговьщеление ТВЭ, запас до кризиса теплообмена) в диапазоне мощности реактора 35—110 % от N_hom;

сигнализация отклонений параметров, определяющих пределы безопасной эксплуатации РУ, от допустимых значений;

диагностика в процессе эксплуатации основного технологического обору­дования РУ в части контроля вибрации элементов внутрикорпусных устройств * (ВКУ);И главного циркуляционного контура (ГЦК), обнаружения течи тепло­носителя, обнаружения свободных и слабозакрепленных предметов и оценки остаточного ресурса;

комплексный анализ текущего состояния и прогнозирование процессов в активной зоне реактора и РУ в целом с обеспечением информационной под­держки эксплуатационного персонала по оптимальному ведению режимов РУ и эксплуатации основного оборудования РУ;

формирование задания СУЗ для управления полем энерговыделения при работе энергоблока в маневренном режиме в диапазоне мощности реактора 35-110% от N ном

Рис. 2.7. Функции контроля и управления УСБТ:

АПЭН— аварийный питательный электронасос;

I, 2, 3 — насосы ввода борного раствора

В состав СКУД входят следующие подсистемы: внутриреакторного контроля (СВРК); обнаружения течей теплоносителя (СОТТ); виброшумовой диагностики РУ (СВШД);

обнаружения свободно перемещающихся и слабо закрепленных предметов в ГЦК (СОСП);

комплексного анализа (СКА).

Назначение СВРК:

оперативный контроль состояния активной зоны реактора, включая контроль за распределением энерговыделения в объеме активной зоны реактора;

формирование сигналов предупредительной и аварийной защиты при превышении допустимых значений параметрами, непосредственно определяющими безопасность эксплуатации активной зоны;

формирование сигналов для управления полем энерговыделения, а также выдача рекомендаций оператору-технологу по управлению полем энерговыделения.

Основу внутриреакторного контроля составляют распределенные по сечению и высоте активной зоны нейтронные детекторы прямой зарядки (ДПЗ) в количестве 64x7 шт., а также температурные детекторы, расположенные на входе и выходе из ТВС. Кроме того, СВРК сканирует и обрабатывает датчики расхода, давления, поло­жения ОР СУЗ, концентрации бора, теплового баланса между 1-м и 2-м контурами и т.д.

Подсистема СОТТ предназначена для обеспечения требований концепции "течь перед разрушением". Основными задачами СОТТ являются контроль герметичности оборудования РУ по 1-му контуру, трубопроводов питательной воды и паропроводов свежего пара парогенераторов (в пределах герметичной оболочки). ^

Подсистема СВШД предназначена для комплексной вибродиагностики основного» оборудования РУ на ранних этапах аномальных вибрационных состояний оборудова­ния, вызванных изменением условий закрепления оборудования, изменением жестко-стных характеристик оборудования или возрастанием гидродинамических нагрузок со стороны теплоносителя.

В качестве входных сигналов в СВШД используются:

переменные составляющие сигналов внереакторных ионизационных камер и внут-риреакторных ДПЗ;

сигналы низкочастотных датчиков вибрационных и тепловых перемещений, уста­навливаемых на оборудовании ГЦК;

переменные составляющие сигналов датчиков давления, устанавливаемых в ГЦК.

СОСП обеспечивает обнаружение свободнодвижущихся предметов (массой от 0,05 кг и более) в контуре циркуляции путем акустического контроля корпусного шума основного оборудования ГЦК.

СКА обеспечивает выполнение следующих основных функций:

оперативное определение состояния РУ и оборудования во всех режимах эксплуа­тации на основе комплексного анализа всей имеющейся технологической информации;

прогноз состояния РУ;

контроль выработки ресурса основного оборудования РУ;

формирование базы данных;

обмен информацией с другими подсистемами АСУ ТП и внутри СКУД;

определение достоверности оценок технологических величин, входящих в таблицу допустимых режимов;

оценка погрешностей восстановления поля энерговыделений;

анализ состояния объемных полей с выдачей оператору данных об отклонении от симметрии;

формирование сообщений оперативному персоналу при обнаружении отклонений (аномалий);

отображение информации в визуальной форме.

Функции СКУРО. Система предназначена для управления техноло­гическим оборудованием реакторного отделения, которое обеспечивает безо­пасность в условиях нормальной эксплуатации, режимах с отклонениями от нормальной эксплуатации, предаварийных ситуациях и авариях.

СКУ РО относится к УСНЭ ВБ и классифицируется по отношению к безо­пасности по классу ЗН.

Безопасное состояние при нарушении нормальных условий эксплуатации и проектных авариях характеризуется непревышением пределов безопасной эксплуатации, установленных для аварийных ситуаций и аварий, и конечным состоянием РО. При этом обеспечивается:

компенсация потери теплоносителя в 1-м контуре;

расхолаживание РУ и отвод остаточных тепловыделений.

К системам, управление которыми необходимо обеспечить для безопасно­го останова реакторной установки, относятся:

реактор;

главный циркуляционный контур, включая парогенераторы и ГЦН;

система компенсации давления;

система подпитки и борного регулирования;

система охлаждения топлива;

система охлаждающей воды потребителей реакторного и вспомогательного отделений;

система промконтура охлаждения потребителей реакторного и вспомога­тельного отделений;

система основных паропроводов;

система вспомогательной питательной воды;

система планового расхолаживания через технологический конденсатор;

система химобессоленной воды;

системы газовых сдувок и дожигания водорода; • система охлаждающей воды для систем, важных для безопасности;

системы вентиляции;

системы электропитания.

Функции и задачи СКУ РО. Основной задачей СКУ РО является обеспечение ведения основного технологического процесса энергоблока совмест­но с другими подсистемами АСУ ТП АЭС, поддержание параметров, характери­зующих состояние технологических барьеров безопасности в проектных пределах при эксплуатации энергоблока в режимах, предусмотренных проектом АЭС.

В общем случае функции СКУ РО соответствуют функциям, приведенным в п. 2.1.

К контролируемым параметрам РУ в состоянии "Работа на энергетическом уровне мощности" относятся:

тепловая мощность реактора, МВт;

подогрев теплоносителя в петле, °С;

температура теплоносителя на выходе из ТВС, "С;

расход теплоносителя через реактор, м³/ч;

температура теплоносителя на входе в реактор, °С;

температура теплоносителя на выходе из реактора, °С;

давление в 1-м контуре, МПа;

давление теплоносителя в реакторе, МПа;

давление пара в парогенераторах, МПа;

уровень в КД, мм;

концентрация борной кислоты в теплоносителе, г/кг;

уровень в ПГ, мм;

расход пара от каждого работающего ПГ, т/ч;

температура питательной воды ПГ, "С;

расход протечек из 1-го контура по линии оргпротечек и дренажей, м³/ч, и др.

К основным регулируемым параметрам реакторной установки относятся:

мощность реактора;

давление в 1-м контуре;

скорость разогрева 1-го контура;

уровень теплоносителя в компенсаторе давления;

уровень воды в парогенераторе;

скорость разогрева компенсатора давления;

скорость расхолаживания компенсатора давления;

скорость расхолаживания 1-го контура.

В условиях нормальной эксплуатации энергоблока задачей управления СКУ РО является обеспечение ведения основного технологического процесса опера­тивным персоналом БПУ в соответствии с технологическим регламентом безо­пасности АЭС.

При нарушениях нормальной эксплуатации, приводящих к ограничению в нормальной эксплуатации энергоблока вплоть до ее прекращения, возрастает доля автоматического управления на уровне технологических защит и блокиро­вок, автоматического ввода резерва, работы регуляторов ограничения мощно­сти по сигналам предупредительных защит СУЗ. Работа систем безопасности не инициируется.

В случае прекращения нормальной эксплуатации СКУ РО обеспечивает вывод энергоблока из действия и поддержание его в безопасном состоянии. На этом уровне снижается доля автоматизированного управления, так как прекра­щается основной технологический процесс и возрастает доля автоматического управления, что обусловлено работой различных защит и блокировок и вводом резерва.

При проектных авариях основными задачами управления СКУ РО явля­ются :

прекращение основного технологического процесса;

поддержание и ограничение воздействий на барьеры в рамках максималь­ных проектных пределов.

При запроектных авариях основными задачами управления являются:

прекращение основного технологического процесса;

поддержание и ограничение воздействий на барьеры с целью непревыше­ния максимального проектного предела по системе герметичных ограждений.

Средства СКУ РО обеспечивают контроль:

состояния технологических барьеров безопасности;

параметров, характеризующих безопасное состояние энергоблока, в том числе запасов до максимальных проектных пределов по системе герметичных ограждений;

параметров, характеризующих воздействия на барьеры безопасности и гер­метичные ограждения;

обеспечения условий жизнедеятельности персонала.

Послеаварийные мероприятия:

основными задачами СКУ РО по управлению при проведении послеаварийных мероприятий являются:

обеспечение управления системами нормальной эксплуатации, важными для безопасности (СНЭ ВБ), и техническими средствами, специально преду­смотренными для останова и расхолаживания реактора и поддержания его в подкритическом состоянии;

восстановление эффективности барьеров безопасности;

поддержание и ограничение воздействий на технологические барьеры в рамках пределов и условий безопасной эксплуатации;

обеспечение условий жизнедеятельности персонала.

Функции СКУ ТО. По отношению к безопасности СКУ ТО класси­фицируется по классу 4Н и относится к УСНЭ.

СКУ ТО предназначена для автоматизации управления технологическими процессами турбинного отделения во всех предусмотренных проектом режимах работы энергоблока и обеспечения контроля параметров режима и состояния технологического оборудования.

JJ. состав объекта управления входят следующие технологические системы нормальной эксплуатации:

турбина с системой автоматического регулирования и защиты;

система маслоснабжения;

валоповоротное устройство и насосы гидроподъема;

конденсатный тракт;

питательный тракт;

эжекторная установка;

система подачи пара на уплотнения;

системы дренажей;

регенерация низкого давления;

регенерация высокого давления;

сепаратор-пароперегреватель;

БРУК;

система пара собственных нужд;

система отбора низкого давления;

система отбора высокого давления;

система основной охлаждающей воды;

система охлаждающей воды неответственных потребителей;

система подвода масла к вспомогательному оборудованию машзала;

деаэратор и др.

К системам нормальной эксплуатации, важных для безопасности, отно­сятся:

система свежего пара;

система питательной воды.

В общем случае функции и задачи СКУ ТО соответствуют функциям, при­веденным в п. 2.1.

С целью стабилизации режимных параметров предусмотрены следующие автомати­ческие регуляторы:

температура масла на смазку;

уровень в конденсаторе;

уровень в подогревателях низкого и высокого давления;

подача пара на уплотнения; ^

уровень в сепаратосборнике сепаратора-пароперегревателя (СПП); * •

температура греющего пара СПП;

уровень в конденсатосборнике СПП;

уровень в деаэраторе.

К функциям системы защиты турбины относится:

прием сигналов отдатчиков параметров и состояния оборудования, установленных на турбине, обработка сигналов по заданному технологическому алгоритму;

формирование управляющих воздействий защиты на исполнительные органы;

диагностика состояния элементов и узлов защиты;

передача информации оператору о времени и порядке срабатывания защит;

формирование сигналов об отключении турбины (закрытии стопорных клапанов) и передача их в систему управления блока.

Автоматическое отключение турбины производится при возникновении следую­щих аварийных ситуаций, обусловленных состоянием собственно турбины:

недопустимым повышением скорости вращения ротора;

недопустимым осевом перемещении ротора;

падении давления масла на смазку подшипников;

повышении давления в конденсаторе турбины;

недопустимым повышении вибрации подшипников турбоагрегата;

повышении давления пара за цилиндром высокого давления;

повышении температуры пара на выхлопе цилиндров низкого давления;

повышении уровня в сепаратосборнике сепаратора-пароперегревателя.

Назначение системы контроля и регулирования турбины (СКРТ):

управление подачей пара в турбину с целью поддержания заданной частоты враще­ния, мощности и/или других параметров, определяемых режимом работы турбоафегата;

автоматическая стабилизация на заданном уровне режимных параметров турбоус-тановки.

В состав СКРТ входят:

система регулирования, в том числе электронная часть системы регулирования (ЭЧСР);

система виброконтроля и вибродиагностики (СВД).

К задачам, решаемым СВД, относятся:

контроль вибрации опор и относительной вибрации ротора, передача информации об уровнях вибрации в АСУ ТП;

сигнализация превышения допустимых пороговых значений вибрации;

формирование по заданному алгоритму обобщенных сигналов об аварийных уров­нях вибрации для передачи их в систему защиты;

выполнение спектрального анализа вибрации (преобразование Фурье), корреляци­онного анализа вибрации и режимных параметров, реализация алгоритмов диагности­рования;

накопление и создание архива данных, характеризующих вибрационное состояние турбоагрегата.

Функции СКУ ЭЧ. Система предназначена для контроля и управле­ния электрооборудованием АЭС в режимах нормальной эксплуатации, в эксп­луатационных переходных режимах, при нарушениях нормальной эксплуата­ции, включая аварии.

В состав электрической части энергоблока входит:

электрооборудование турбогенераторной установки;

главная схема электрических соединений (электрооборудование, необхо­димое для передачи электроэнергии от генератора в энергосистему);

система электроснабжения собственных нужд (СН) энергоблока.

Электрооборудование турбогенераторной установки по отношению к безо­пасности классифицируется по классу 4Н.

Система электроснабжения собственных нужд энергоблока на примере АЭС с РУ В-320 приведена на рис. 2.8 [10].

В состав системы электроснабжения собственных нужд энергоблока входят следую­щие секции:

ВА, ВВ, ВС, BD — секции 6 кВ нормальной эксплуатации 3-й категории надежно­сти, допускают длительное обесточивание;

TJV, BW, ВХ — секции 6 кВ надежного питания нормальной эксплуатации 2-й кате­гории надежности, допускают кратковременное обесточивание на время запуска ди­зель-генераторов; число секций соответствует числу каналов систем безопасности энер­гоблока [5];

CV01, CV02, CW01 — секции 0,4 кВ аварийного электропитания 2-й категории надеж­ности, допускают кратковременное обесточивание на время запуска дизель-генераторов;

ЕЕ01 — ЕЕ03 — секции 220 В 1-й категории надежности, не допускают перерыва электроснабжения потребителей;

ЕК01 — ЕМ03 — секции 0,4 кВ 1-й категории надежности, не допускают перерыва электроснабжения потребителей.

При работе энергоблока в режиме выдачи мощности система получает электропи­тание от рабочих трансформаторов собственных нужд (РТСН) от турбогенератора, а в остальных эксплуатационных режимах от энергосистемы через блочный трансформатор.

Предусмотрена возможность питания потребителей системы от резервных транс­форматоров СН, подключенных к внешней, независимой сети электропередач.

Система аварийного электропитания является обеспечивающей системой безопас­ности и классифицируется по отношению к безопасности по 2-му классу. В эксплуатационных режимах работы система получает питание от турбогенератора или от внешних источников электроснабжения.

При одновременной потере электроснабжения от внешних источников и турбогене­ратора (обесточивание станции) система обеспечивает надежное выполнение функций безопасности при питании от внутренних, независимых источников переменного тока.

Аккумуляторные батареи, поддерживающие работу систем, важных для безопасно­сти, обеспечивают их работу в течение, по меньшей мере, двух часов при любых обсто­ятельствах.

Системы и компоненты СКУ ЭЧ, обеспечивающие мониторинг и управле­ние безопасным остановом энергоблока с БПУ (РПУ) и не отнесенные к более высокому классу безопасности, классифицируются по отношению к безопас­ности по 3-му классу.

Системы и компоненты СКУ ЭЧ, обеспечивающие мониторинг, относя­щийся к функциям безопасности, классифицируются по 3-му классу.

На остальные части СКУ ЭЧ распространяются требования к системам и оборудованию класса 4Н.

Функции СКУ ЭЧ подразделяются на информационные, управляющие и системные.

Информационные и системные функции СКУ ЭЧ соответствуют функци­ям, приведенным в п. 2.1.

Управляющие функции обеспечивают:

автоматизированное управление электрооборудованием;

программное управление пуском и приемом нагрузки на дизель-генераторы;

индивидуальное дистанционное управление электрооборудованием энер­гоблока;

автоматическое (дистанционное) регулирование напряжения рабочих и резервных трансформаторов;

защиты и блокировки.

-В схемах электроснабжения собственных нужд АЭС нового поколения пре­дусматриваются два дизель-генератора надежного питания и четыре дизель-генератора (в соответствии с числом каналов систем безопасности) аварийно­го электроснабжения потребителей первой категории надежности.

Рис. 2.8. Упрощенная схема электроснабжения собственных нужд энергоблока с ВВЭР-1000 (РУ В-320)

Функции СКУ ВП. По отношению к безопасности СКУ В П класси­фицируется по классу 4Н и относится к УСНЭ.

СКУ ВП предназначена для контроля и управления следующими системами:

предварительная очистка воды;

ионообменная очистка исходной воды;

регенерация и промывка фильтров очистки исходной воды;

отвод и нейтрализация промывочной воды;

фильтрация и механическая очистка конденсата;

ионообменная очистка конденсата;

прием, хранение и направление на регенерацию сбросных вод от фильтров очистки конденсата;

обеспечение подачи химреагентов для корректировки ВХР 2-го контура.

В состав функций СКУ ВП входят функции, аналогичные функциям для УСНЭ.

Функции АСРК [11]. По отношению к безопасности АСРК класси­фицируется по классу ЗН. Отдельные каналы контроля, используемые для вы­дачи дискретных сигналов в АСУТП энергоблока, классифицируются по клас­су 2У. Технические средства, не влияющие на безопасность (дозиметрические комплексы, установки контроля радиоактивной загрязненности персонала и оборудования, компьютеры, принтеры, устройства бесперебойного питания, компоненты сетевого оборудования, носимые приборы, лабораторное обору­дование) классифицируются по классу 4Н.

АСРК обеспечивает получение и обработку информации о контролируе­мых параметрах, характеризующих радиационное состояние АЭС и окружаю­щей среды во всех режимах работы АЭС, включая проектные и запроектные аварии, а также состояние АЭС при выводе из эксплуатации.

АСРК обеспечивает оперативный контроль соответствия радиационных показателей нормируемым значениям для раннего обнаружения отклонений контролируемых параметров от нормируемых значений.

АСРК состоит из следующих взаимосвязанных функциональных сиетемг

автоматизированная система радиационного технологического контроля' г (АСРТК);

автоматизированная система контроля радиационной обстановки внутри сооружений АЭС (АСКРО);

автоматизированная система контроля радиоактивных загрязнений (АСКРЗ);

автоматизированная система контроля индивидуальных доз (АСКИД);

автоматизированная система контроля радиоэкологической обстановки (АСКРЭО).

Информация по всем контролируемым АСРК параметрам энергоблока отображается на АРМ БЩРК.

Подсистема АСРТК предназначена для контроля целостности защитных барьеров и контроля утечки радиоактивных веществ в окружающую природную среду во всех режи­мах работы АЭС, включая аварии.

Подсистема АСКРО предназначена для контроля радиационной обстановки в про­изводственных помещениях АЭС, своевременного выявления и формирования сообще­ний об ухудшении радиационной обстановки.

Подсистема АСКРЗ предназначена для контроля загрязнения радионуклидами про­изводственных помещений, оборудования, транспорта и персонала; определения груп­пы твердых радиоактивных отходов.

Подсистема АСКИД предназначена для контроля и учета дозовых нагрузок на пер­сонал во всех режимах эксплуатации АЭС и их планирования, а также для контроля за допуском и учетом нахождения персонала в зоне строгого режима.

В АСРК предусмотрена возможность обмена информацией с внешними абонентами: АСУТП, радиохимической лабораторией (РХЛ) и противоава-рийными центрами, ЦТП, АСКРЭО.

В зависимости от режима функционирования АЭС АСРК обеспечивает:

в режиме нормальной эксплуатации АЭС — оперативное получение, обра­ботку и отображение информации о соответствии радиационного состояния АЭС требованиям нормативных документов. При превышении значений конт­ролируемых параметров заданных уровней АСРК выдает соответствующую ин­формацию на БЩРК, в АСУТП, в ЦТП, АСКРЭО и по месту размещения датчиков АСКРО и АСКРЗ;

при проектных авариях на АЭС АСРК — получение, обработку и отображе­ние информации о параметрах, важных для безопасности. АСРК выдает соот­ветствующую информацию в АСУТП, в ЦТП, АСКРЭО и по месту размеще­ния датчиков АСКРО и АСКРЗ;

при запроектных авариях АСРК — получение информации о мощности дозы гамма-излучения от подреакторного пространства.

Функции СКУ ВХР. По отношению к безопасности СКУ ВХР клас­сифицируется по классу 4Н.

СКУ ВХР предназначена для обеспечения с заданной и/или контролируе­мой надежностью контроля за работой технологических систем и оборудова­ния, которые:

непосредственно обеспечивают поддержание проектного водно-химиче­ского режима 1-го и 2-го контуров энергоблока;

обеспечивают подготовку воды первичного заполнения и подпитку основ­ных контуров, включая ввод корректирующих реагентов;

не являются средствами поддержания ВХР, но неполадки в их работе могут влиять на параметры качества теплоносителя.

СКУ ВХР в составе АСУ ТП АЭС в общем случае обеспечивает реализацию следующих функций:

формирование первичной информации (данные анализа on line, off line, « теплотехнического контроля, состояния и режимов работы оборудования, вли­яющего на ВХР основных и вспомогательных контуров);

информационная поддержка оперативного персонала по задачам иденти­фикации текущего состояния и диагностики причин аномалий ВХР;

обобщение опыта эксплуатации технологического объекта управления;

информационная поддержка задач учета и анализа технико-экономических показателей и задач подготовки производства.

Функции СКУ ПЗ. Система предназначена для обнаружения и туше­ния пожара в помещениях, содержащих оборудование систем, важных для бе­зопасности, и систем нормальной эксплуатации, не влияющих на безопасность, и по отношению к безопасности классифицируется как система нормальной эксплуатации, важная для безопасности класса ЗН.

СКУ ПЗ общеблочных сооружений предназначена для обнаружения и ту­шения пожара в помещениях, содержащих оборудование систем нормальной эксплуатации, не влияющих на безопасность, и по отношению к безопасности классифицируется как система нормальной эксплуатации класса 4Н.

Сигнализация о пожаре в зданиях энергоблока предусматривается на БПУ и, при наличии такового, на пункте пожарной безопасности, а также на РПУ.

Сигнал о пожаре на энергоблоке автоматически передается в объектовое подразделение пожарной охраны.

Функции СИАЗ. По отношению к безопасности СИАЗ классифициру­ется по классу 2У.

СИАЗ обеспечивает аварийную остановку реактора при интенсивности зем­летрясения 7 баллов и выше по шкале MSK-64 в соответствии с НП-031-01 [6].

СИАЗ входит в состав системы защиты реактора и обеспечивает выполне­ние следующих функций:

регистрация сейсмических воздействий на реакторную установку АЭС;

формирование дискретных сигналов в аппаратуру защиты реактора при превышении установленного порога для регистрируемого события;

сигнализация оперативному персоналу БПУ о землетрясении с проектной интенсивностью и выше;

формирование сигналов на отключение технологического оборудования, например, крана перегрузочной машины;

протоколирование и представление информации о значении ускорений по » координатам X,Y,Z до начала события, во время события и по его окончании.

Функции системы регистрации важных параметров экс­плуатации. По отношению к безопасности система относится к классу 4Н. Система выполняет дополнительные функции по информационному обеспече­нию оперативного персонала и предназначена для сбора, обработки и регист­рации аналоговой и дискретной информации о работе энергоблока в режимах нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации, включая аварии, с требуемой частотой опроса датчиков.

Объектами контроля и регистрации являются технологическое оборудова­ние и параметры режима работы (состояния) энергоблока.

Система контролирует и регистрирует:

текущие значения параметров режима работы (состояния) энергоблока;

положение регулирующих органов;

состояние исполнительных механизмов;

изменение состояния индивидуальных средств дистанционного управле­ния на БПУ и РПУ;

сигналы срабатывания УСБ.

Отображение информации оперативному персоналу осуществляется по зап­росу персонала.

Функции системы регистрации аварийных ситуаций типа "Черный ящик". В соответствии с [2, 4] система регистрации типа "Черный ящик" ("ЧЯ") предназначена для регистрации и хранения информа­ции, достаточной для своевременного и однозначного установления исходных событий, приведших к нарушению нормальной эксплуатации и аварий, разви­тия аварийных процессов, установления фактического алгоритма работы УСБ и УСНЭ и отклонений от штатных алгоритмов, действий персонала.

По отношению к безопасности система классифицируется по классу ЗН.

Система "ЧЯ" должна фиксировать:

параметры и признаки состояния, характеризующие исходные события или параметры, позволяющие однозначно определить исходные события;

управляющие сигналы;

изменение параметров, характеризующих состояние систем реакторной установки;

изменение параметров, по значениям которых предусмотрено введение в действие защит;

изменение параметров, характеризующих радиационную обстановку.

При появлении сигналов исходных событий система автоматически накап­ливает информацию в долговременной памяти.

Порядок работы системы:

режим циклической регистрации в течение 30 мин до появления инициа­тивного сигнала; интервал регистрации аналоговых данных 1,0 с, дискретных сигналов 0,02 с;

при поступлении инициативного сигнала из УСБ интервал регистрации аналоговых данных равен 0,1 с в течение первых 10 мин, дискретных данных — 0,02 с; регистрация продолжается до 10 ч с интервалом для аналоговых пара­метров 1,0 с, для дискретных параметров — 0,02 с.

Функция системы дистанционного визуального конт­роля. По отношению к безопасности система классифицируется по классу 4Н.

Система предназначена для повышения эффективности и надежности экс­плуатации оборудования реакторной установки посредством:

своевременного обнаружения неисправностей и нарушений режима работы основного оборудования в необслуживаемых помещениях реакторной установки;

определения возможности доступа оперативного персонала в герметичную оболочку;

анализа зарегистрированных на носителях информации (в том числе циф­ровых и видеопленке) повреждений и планирования мер по их ликвидации;

ускорения производства аварийно-восстановительных и плановых ремонт­ных работ.

Система выполняет следующие функции:

формирование телевизионных изображений контролируемых объектов;

управление телеметрией и объективом-трансформатором телекамер с од­ного пульта управления;

одновременная запись всех или по выбору телекамер на видеокассеты не­прерывно в течение времени до 960 ч с последующим выборочным воспроизве­дением изображения с любой телекамеры или нескольких камер в одном из полиэкранных режимов;

обнаружение движения в поле зрения телекамер с выделением сигнала тре­воги индивидуально для каждой камеры; возможности более частой посылки на запись, или цифровой записи изображений только с камер, в поле зрения которых обнаружено движение;

документирование результатов контроля.

Система включает в свой состав 24 высокочувствительные телевизионные камеры цветного изображения и обеспечивает визуальный контроль следующих зон оборудования реакторной установки:

реакторный зал (бассейн выдержки топлива, общий обзор реакторного зала, верх реактора);

парогенераторы;

предохранительные клапаны парогенераторов;

главные циркуляционные насосные агрегаты;

компенсатор давления;

барботера-дегазатора;

узел стыковки контейнера для вывоза отработанного топлива с уплотняю­щим устройством люка шахты ревизии внутрикорпусных устройств;

шлюзы для персонала;

ворота в транспортном въезде реакторного отделения на отметке 0,00 м.

Функции системы послеаварийного мониторинга. СПАМ (КИП аварий) предназначена для контроля оперативным персоналом всех важ­ных технологических процессов и оборудования во время и после аварии [7]. По* отношению к безопасности система относится ко 2-му классу.

В отличие от системы регистрации параметров, важных для безопаснос­ти, и системы типа "Черный ящик" СПАМ предусматривает использование контрольно-измерительных приборов на БПУ и РПУ, обеспечивающих мо­ниторинг параметров во всех ожидаемых диапазонах их изменения в услови­ях аварии.

В соответствии с [8] СПАМ предоставляет оперативному персоналу инфор­мацию, необходимую для:

дистанционного останова реактора при отказе автоматики;

установления, что СУЗ, УСБТ и другие системы, важные для безопаснос­ти, выполняют свои функции (контроль реактивности, охлаждения активной зоны, сохранения барьеров безопасности);

установления возможности прорыва барьеров безопасности и принятия мер для защиты населения и окружающей среды от выброса радиоактивных про­дуктов.

Примерами серьезных инцидентов когда возможен вопрос радиоактивных веществ, которые могут угрожать безопасности АЭС, являются:

аварии с потерей теплоносителя (LOCA);

переходные процессы при сверхвысоком давлении;

ускоренные переходные процессы без быстрого останова реактора (ATWS);

отклонения реактивности.

СПАМ создается как автономная, независимая система, содержащая соб­ственные индивидуальные средства (приборы, самописцы) и мониторы. Со­став параметров, представляемых оперативному персоналу, определен руко­водством [8].