RU2574289C2 - Set of electric equipment of nuclear reactors control and protection system - Google Patents
Set of electric equipment of nuclear reactors control and protection system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574289C2 RU2574289C2 RU2014121549/07A RU2014121549A RU2574289C2 RU 2574289 C2 RU2574289 C2 RU 2574289C2 RU 2014121549/07 A RU2014121549/07 A RU 2014121549/07A RU 2014121549 A RU2014121549 A RU 2014121549A RU 2574289 C2 RU2574289 C2 RU 2574289C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- equipment
- control
- modules
- power
- subsystem
- Prior art date
Links
- 230000004224 protection Effects 0.000 title claims abstract description 54
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000003449 preventive Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 11
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 claims description 7
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000004807 localization Effects 0.000 claims description 3
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 3
- 230000002452 interceptive Effects 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 description 10
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 7
- 230000000977 initiatory Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 102200052313 POLD1 G21C Human genes 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organs Anatomy 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в системах управления и защиты (СУЗ) водо-водяных энергетических реакторов атомных электростанций и других типах энергетических реакторных установок.The invention relates to nuclear energy and can be used in control and protection systems (CPS) of water-cooled power reactors of nuclear power plants and other types of power reactor plants.
Предложенный комплекс электрооборудования системы управления и защиты (КЭ СУЗ) является частью СУЗ и представляет собой многофункциональную систему для обеспечения защиты и управления мощностью реактора при работе в режимах нормальной эксплуатации и в режимах с нарушением условий нормальной эксплуатации.The proposed complex of electrical equipment for the control and protection system (EC CPS) is part of the CPS and is a multifunctional system for providing protection and control of reactor power during operation in normal operation and in conditions that violate normal operation conditions.
Основными функциями КЭ СУЗ являются: управление мощностью реактора и энергораспределением в активной зоне во всех режимах работы реакторной установки (РУ), реализация аварийной защиты (АЗ) и всех видов предупредительных защит (ПЗ) РУ, автоматическое и дистанционное управление группами органов регулирования (OP), а также дистанционное управление отдельными ОР, автоматическое регулирование мощности реактора, контроль и индикация положения ОР и групп ОР, диагностика состояния оборудования КЭ СУЗ, приводов и датчиков положения ОР, управление приводами ОР на стенде вертикальном.The main functions of the EC CPS are: control of reactor power and energy distribution in the active zone in all operating modes of the reactor installation (RU), the implementation of emergency protection (AZ) and all types of preventive protection (PP) of the RU, automatic and remote control of groups of regulatory authorities (OP) as well as remote control of individual ORs, automatic regulation of reactor power, monitoring and indication of the position of ORs and groups of ORs, diagnostics of the status of the equipment of EC CPS, drives and position sensors of ORs, control OP drives on a stand vertical.
Из предшествующего уровня техники известна система управления и защиты ядерного реактора, содержащая каналы формирования команд управления и силового управления. Первый из этих каналов снабжен устройствами приема сигналов, командным блоком и шифратором. Второй канал снабжен блоками управления (в т.ч. силового управления); коммутации и питания (основной и резервный). Командный блок соединен с каждым каналом блока силового управления и выполнен с возможностью логической обработки входных сигналов и генерирования на их основе выходных сигналов команд управления (см. SU 1284408, МПК G21C 7/36, опубликовано 20.12.2005 г.).From the prior art, a control system and protection of a nuclear reactor containing channels for the formation of control commands and power control is known. The first of these channels is equipped with signal receiving devices, a command unit and an encoder. The second channel is equipped with control units (including power control); switching and power supply (primary and backup). The command unit is connected to each channel of the power control unit and is configured to logically process input signals and generate output signals of control commands based on them (see SU 1284408, IPC G21C 7/36, published on December 20, 2005).
Этот аналог характеризуется низкой стойкостью к наложению отказов, недостаточным быстродействием, сложностью и громоздкостью системы.This analogue is characterized by low fault tolerance, insufficient speed, complexity and cumbersome system.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа заявленного технического решения, является система группового и индивидуального управления, включающая следующие подсистемы:The closest analogue, selected as a prototype of the claimed technical solution, is a group and individual control system, including the following subsystems:
- группового и индивидуального управления;- group and individual management;
- формирования команд защит (на «жесткой логике»);- formation of defense teams (on “hard logic”);
- контроля положения органов регулирования (ОР) и индивидуального электропитания датчика положения;- monitoring the position of regulatory bodies (OR) and the individual power supply of the position sensor;
- управления приводами с индивидуальными дублированными устройствами силового питания электромагнитов приводов;- drive controls with individual duplicated power supply devices of drive electromagnets;
- аппаратуры электропитания;- power supply equipment;
- электрооборудования щитов управления (пульт ручного управления, компьютеризированный пульт оперативного наблюдения и комплект индикаторов положения на блочном и резервном щитах управления, соответственно, БЩУ и РЩУ);- electrical equipment of control panels (manual control panel, computerized operational monitoring panel and a set of position indicators on the block and backup control panels, respectively, control room and control room);
- локального сервера контроля и диагностирования, (см. официальный сайт НПО «Импульс» www.imp.lg.ua г. Северодонецк, Украина).- a local server for monitoring and diagnostics, (see the official website of the Impuls NGO www.imp.lg.ua Severodonetsk, Ukraine).
За счет этой системы обеспечивается: автоматическое управление перемещением ОР, которое осуществляется по сигналам защит и автоматического регулятора мощности (АРМ), дистанционное управление перемещением ОР по командам оператора, индикация на БЩУ и РЩУ текущего положения и состояния ОР, регистрация и визуализация параметров, их изменений и нарушений, передача информации во внешние подсистемы, гарантированное электропитание аппаратуры, контроль работоспособности электрооборудования.This system provides: automatic control of the movement of the OR, which is carried out according to the signals of the protection and the automatic power controller (AWP), remote control of the movement of the OR according to the operator’s instructions, indication on the control room and the control room of the current position and state of the OR, registration and visualization of parameters, their changes and violations, the transmission of information to external subsystems, guaranteed power supply to the equipment, monitoring the operability of electrical equipment.
Основным недостатком этого аналога является отсутствие средств резервирования устройств формирования исполнительных команд на срабатывание защит, оборудование которого относится ко второму классу безопасности, что не соответствует российским требованиям «Правил ядерной безопасности реакторных установок атомных станций» - НП-082-07. Также недостатками аналога являются наличие нескольких уровней приоритетного управления вследствие отсутствия данных по положению ОР непосредственно в оборудовании формирования команд управления (в подсистеме группового управления); отсутствие функционального единства оборудования контроля положения и оборудования силового управления; отсутствие многоканальности в оборудовании контроля положения; отсутствие резервирования каналов контроля положения. Кроме того, из-за отсутствия независимых систем электропитания приводов ОР, возникает необходимость в дублировании электрооборудования силового управления.The main disadvantage of this analogue is the lack of redundancy of devices for generating executive commands for tripping protections, the equipment of which belongs to the second safety class, which does not meet the Russian requirements of the "Nuclear Safety Rules for Reactor Plants of Nuclear Power Plants" - NP-082-07. Also, the disadvantages of the analogue are the presence of several levels of priority control due to the lack of data on the position of the PR directly in the equipment for generating control commands (in the group management subsystem); lack of functional unity of position control equipment and power management equipment; lack of multi-channel position control equipment; lack of redundancy of position control channels. In addition, due to the lack of independent power supply systems for OR drives, there is a need for duplication of power control electrical equipment.
Задачей, решаемой предложенным изобретением, является повышение надежности и безопасности системы управления и защиты ядерных реакторов.The problem solved by the proposed invention is to increase the reliability and safety of the control system and protection of nuclear reactors.
Решение указанной задачи, согласно изобретению, обеспечено тем, что КЭ СУЗ, выполнен в виде блоков функциональных подсистем (ФП), включая ФП исполнительной части аварийной и предупредительной защиты (АЗ-ПЗ); ФП электропитания (ЭП); ФП программно-технического комплекса системы группового и индивидуального управления (ПТК СГИУ); ФП программно-технического комплекса информационно-диагностической сети (ПТК ИДС) и ФП автоматического регулятора мощности реактора (АРМ), модули которых оснащены соответствующим функциональным электрооборудованием. ФП исполнительной части АЗ-ПЗ оснащена двумя независимыми комплектами электрооборудования (КЭ), выполненных с возможностью формирования исполнительных команд защит (ИКЗ) по логике «два из трех» или «два из четырех» с передачей сформированных команд защит (КЗ) в оборудование ПТК СГИУ и АРМ по четырем независимым линиям связи (ЛЗ) и подключенных к независимым линиям ввода питания постоянного и переменного тока, а также к независимым ЛЗ с ИЧСЗ. Выходные линии питания (ЛП) постоянного и переменного тока обоих комплектов блока исполнительной части АЗ-ПЗ подключены к блоку ЭП, выходные ЛП которого подключены к блоку ПТК СГИУ, который по ЛП и независимым цифровым каналам управления и контроля положения органов регулирования (ОР) подключен к приводам ОР с возможностью индивидуального и группового управления этими приводами, при этом ФП ПТК СГИУ и АРМ выполнены трехканальными с возможностью формирования команд управления (КУ) каждым ОР по трем независимым каналам с последующей мажоритарной обработкой этих команд по логике «два из трех» непосредственно в исполнительном механизме и обработкой команд защит от комплектов блока АЗ-ПЗ по логике «И-ИЛИ» («И» - в пределах комплекта, «ИЛИ» - между комплектами); блок ПТК ИДС по локальной сети подключен к функциональным подсистемам всех перечисленных выше блоков.The solution of this problem, according to the invention, is ensured by the fact that the control system of the control system is made in the form of blocks of functional subsystems (AF), including the actuator of the emergency part of emergency and preventive protection (AZ-PZ); FP power supply (EP); FP software and hardware complex system of group and individual management (PTK SGIU); FP software and hardware complex information-diagnostic network (PTC IDS) and FP automatic reactor power controller (AWP), the modules of which are equipped with appropriate functional electrical equipment. The AF of the executive part of AZ-PZ is equipped with two independent sets of electrical equipment (KE) made with the possibility of forming executive protection teams (IKZ) according to the logic “two out of three” or “two out of four” with the transfer of the generated protection commands (KZ) to the equipment of the PTK SGIU and AWS through four independent communication lines (LH) and connected to independent direct and alternating current power input lines, as well as to independent LH with ICHC. The output power lines (DC) of the direct and alternating current of both sets of the block of the executive part of the AZ-PZ are connected to the electric power supply unit, the output power lines of which are connected to the PTK SGIU block, which is connected to the control unit and independent digital control channels and control the position of the regulatory bodies (OR) OP drives with the possibility of individual and group control of these drives, while the PT PTC SGIU and AWS are made three-channel with the possibility of generating control commands (KU) for each OR through three independent channels with subsequent major final processing of these commands according to the “two out of three” logic directly in the executive mechanism and processing of protection commands from sets of the AZ-PZ unit according to the “AND-OR” logic (“AND” within the set, “OR” between the sets); block PTK IDS on a local area network is connected to the functional subsystems of all the blocks listed above.
Часть модулей ФП ПТК СГИУ может быть выполнена с возможностью управления не более чем шестью приводами ОР, относящихся к одной группе ОР, или не более чем двумя независимыми «тройками» ОР, относящимся к двум различным группам ОР; КЭ СУЗ может дополнительно содержать модули с комплектом оборудования для управления приводами ОР на стенде вертикальном. Каждый комплект блока исполнительной части АЗ-ПЗ снабжен модулями с оборудованием для приема обобщенных сигналов аварийной и всех видов предупредительных защит, отдельно по каждому виду поступающей КЗ, и обработки аварийных команд по логике «два из трех» или «два из четырех»; модулями с оборудованием для формирования исполнительных команд аварийной защиты; модулями с оборудованием в виде прерывателей электропитания с отключающими контакторами переменного тока; модулями с оборудованием в виде прерывателей электропитания с отключающими контакторами постоянного тока и модулем с оборудованием для формирования исполнительных команд предупредительных защит (ПЗ). Блок ЭП состоит из идентичных модулей с оборудованием силового электропитания переменного тока, идентичных модулей с оборудованием силового электропитания постоянного тока и идентичных модулей с оборудованием надежного электропитания. Модули блока ПТК ИДС снабжены оборудованием для сбора и архивирования информации по положению всех ОР, состоянию и функционированию электрооборудования КЭ СУЗ, приводов и датчиков положения ОР, передачи информации в смежные системы и на верхний уровень автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) энергоблока АЭС, а также оборудование для информационной поддержки обслуживающего персонала при локализации и устранении неисправностей оборудования. Блок ПТК СГИУ состоит из групп модулей с оборудованием контроля положения и управления приводами ОР, каждый из которых подключен не более чем к шести приводам ОР, и модулей с оборудованием силового управления ОР, каждый из которых подключен не более чем к трем приводам ОР; модулей с оборудованием в виде преобразовательных трансформаторов для электропитания модулей силового управления; модулей с оборудованием серверов управления для формирования и распределения команд управления как на группы приводов ОР, так и на отдельные приводы ОР в соответствии с заданной логикой работы СГИУ; модуля с оборудованием рабочих станций пульта с комплектом терминальных средств пульта оператора (ТСП) с образованием интерактивного интерфейса оператора БПУ для управления ОР реактора; модуля с оборудованием групповых цифровых «зонных» индикаторов положения групп ОР; модуля с оборудованием групповой индикации и модулей с оборудованием в виде промежуточных клеммников. Оборудование модуля блока АРМ выполнено в виде трехканального регулятора мощности.Some of the FP PTK SGIU modules can be configured to control no more than six PR drives belonging to the same PR group, or no more than two independent “triples” of PRs belonging to two different OP groups; KE CPS may additionally contain modules with a set of equipment for controlling OR drives on a vertical stand. Each set of the block of the executive part of the AZ-PZ is equipped with modules with equipment for receiving generalized emergency signals and all types of warning protection, separately for each type of incoming short circuit, and processing emergency commands according to the logic “two out of three” or “two out of four”; modules with equipment for forming executive emergency protection teams; modules with equipment in the form of power breakers with disconnecting AC contactors; modules with equipment in the form of power breakers with tripping DC contactors and a module with equipment for the formation of executive teams of preventive protection (PZ). The power supply unit consists of identical modules with AC power supply equipment, identical modules with DC power supply equipment and identical modules with reliable power supply equipment. The modules of the PTC IDS unit are equipped with equipment for collecting and archiving information on the position of all ORs, the state and functioning of the electrical equipment of the EC CPS, drives and position sensors of the OR, transmitting information to adjacent systems and to the upper level of the automated process control system (ACS TP) of the NPP power unit, as well as equipment for information support of staff in the localization and troubleshooting of equipment. The PTK SGIU block consists of groups of modules with position monitoring and control equipment for the OR drives, each of which is connected to no more than six OR drives, and modules with the power control equipment of the OR, each of which is connected to no more than three OR drives; modules with equipment in the form of converter transformers for power supply of power control modules; modules with equipment of control servers for the formation and distribution of control commands both to groups of drives OP, and to individual drives OP in accordance with the specified logic of the SSIU; a module with equipment for workstations of the console with a set of terminal means of the operator’s console (TSP) with the formation of an interactive operator interface for the control room for controlling the reactor’s OR; a module with equipment for group digital “zone” indicators of the position of OR groups; modules with group display equipment; and modules with equipment in the form of intermediate terminal blocks. The equipment of the AWP module is made in the form of a three-channel power regulator.
Техническим результатом при использования предложенного КЭ СУЗ, является повышение надежности и безопасности эксплуатации ядерного реактора за счет обеспечения непрерывного контроля всех его систем с возможностью многовариантного перехода на оптимальные режимы работы в зависимости от конкретных условий, а также возможности аварийной остановки реактора при возникновении опасных ситуаций, что обеспечено за счет следующего:The technical result when using the proposed EC CPS is to increase the reliability and safety of operation of a nuclear reactor by providing continuous monitoring of all its systems with the possibility of multivariate transition to optimal operating modes depending on specific conditions, as well as the possibility of an emergency shutdown of the reactor in the event of dangerous situations, which provided by the following:
- полного функционального и физического разделения оборудования для реализации защитных функций и функций управления на отдельные функциональные подсистемы (ФП), обеспечивающие в совокупности реализацию всех функций назначения, наличия необходимого и достаточного резервирования элементов КЭ СУЗ;- full functional and physical separation of equipment for the implementation of protective functions and control functions into separate functional subsystems (FP), providing in the aggregate the implementation of all the destination functions, the availability of the necessary and sufficient redundancy of the elements of the CPS CPS;
- наличия двух независимых каналов реализации аварийной защиты (AЗ) в оборудовании подсистемы АЗ-ПЗ - обесточивание всех приводов ОР (по переменному и постоянному токам) при поступлении, по крайней мере, «двух из трех» или «двух из четырех» инициирующих сигналов от соответствующей части оборудования ИЧСЗ или при инициировании срабатывания АЗ от органов ручного управления (ОРУ) при одновременном переходе в режим «гашения токов» в оборудовании силового управления ПТК СГИУ для бестоковой коммутации силовых цепей при условии срабатывания электрооборудования одного (любого) комплекта подсистемы АЗ-ПЗ;- the presence of two independent channels for the implementation of emergency protection (AZ) in the equipment of the AZ-PZ subsystem - de-energization of all OR drives (for alternating and direct currents) when at least “two out of three” or “two out of four” initiating signals from the corresponding part of the ICHF equipment or when triggering the triggering of the AZ from the manual controls (ORU) while simultaneously switching to the "quenching currents" mode in the power control equipment of the PTK SGIU for current-free switching of power circuits provided that the electric circuits are triggered ktrooborudovaniya one (any) set subsystem EP-PP;
- формирования каждым комплектом подсистемы исполнительной части АЗ-ПЗ исполнительных команд АЗ и всех родов ПЗ в оборудовании подсистемы ПТК СГИУ с их последующей обработкой по логике «И-ИЛИ» при поступлении, по крайней мере, «двух из трех»/ «двух из четырех» инициирующих сигналов АЗ (ПЗ) от соответствующего оборудования ИЧСЗ или при инициировании срабатывания АЗ (ПЗ) от органов ручного управления (ОРУ);- the formation by each set of the subsystem of the executive part of the AZ-PZ of the executive teams of the AZ and all types of PZ in the equipment of the PTK SGIU subsystem with their subsequent processing according to the “I-OR” logic when at least “two out of three” / “two out of four »Initiating AZ (PZ) signals from the corresponding equipment of the EMDF or when initiating the triggering of the AZ (PZ) from the manual controls (ORU);
- наличия трех независимых сегментов локальной сети Ethernet с подключенными устройствами ПТК СГИУ, образующих три независимых канала контроля и управления всеми ОР штатных групп с обработкой команд управления по логике «два из трех» непосредственно в оборудовании управления;- the presence of three independent segments of the Ethernet local area network with connected PTC SGIU devices, forming three independent monitoring and control channels for all OR staff groups with processing control commands according to the “two out of three” logic directly in the control equipment;
- дублирования каналов контроля и каналов передачи информации о положении всех ОР реактора, а также каналов передачи информации о положении групп ОР на блочный и резервный пульты управления, соответственно (БПУ) и (РПУ);- duplication of control channels and channels for transmitting information about the position of all reactor ORs, as well as channels for transmitting information about the position of OR groups to the block and backup control panels, respectively (BPU) and (RPU);
- расширенной диагностики состояния приводов и датчиков положения, а также диагностики состояния всего электрооборудования КЭ СУЗ.- extended diagnostics of the condition of drives and position sensors, as well as diagnostics of the state of all electrical equipment of the control system for safety and control systems.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана блок схема КЭ СУЗ; на фиг. 2 - структура сетевых связей КЭ СУЗ; на фиг. 3 - архитектура сетевой СГИУ; на фиг. 4 - структурная схема устройства силового управления.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a block diagram of the EC CPS; in FIG. 2 - the structure of network links KE CPS; in FIG. 3 - architecture of network SSIU; in FIG. 4 is a structural diagram of a power control device.
На чертежах и в тексте в дальнейшем приняты следующие обозначения и сокращения.In the drawings and in the text, the following notation and abbreviations are hereinafter adopted.
1а, 1б - соответственно, 1-й и 2-й комплекты подсистемы АЗ-ПЗ;1a, 1b - respectively, the 1st and 2nd sets of the AZ-PZ subsystem;
2а - оборудование силового электропитания (ЭП) подсистемы электропитания;2a - power power equipment (power supply) of the power subsystem;
2б - оборудование ЭП постоянного тока подсистемы электропитания;2b - DC power supply equipment of the power subsystem;
2в - оборудование надежного электропитания (ОНЭ) подсистемы электропитания;2c - equipment reliable power supply (ONE) power subsystem;
3 - подсистема программно-технического комплекса системы группового и индивидуального управления (ПТК СГИУ);3 - a subsystem of the software and hardware complex of the group and individual management system (PTK SGIU);
3а, 3б - индикаторы положения ОР на, соответственно, блочном и резервном пунктах управления;3a, 3b - indicators of the position of the PR at, respectively, block and reserve control points;
3в - оборудование органов дистанционного управления ПТК СГИУ (реальных и виртуальных);3c - equipment of remote control bodies of the PTK SGIU (real and virtual);
4 - блок подсистемы программно-технического комплекса информационно-диагностической сети (ПТК ИДС);4 - block subsystem of the software and hardware complex of the information-diagnostic network (PTC IDS);
5 - блок подсистемы автоматического регулирования мощности (АРМ);5 - block subsystem automatic power control (AWP);
6 - приводы ОР (в состав комплекса не входят).6 - PR drives (not included in the complex).
АБ - аккумуляторная батарея;AB - rechargeable battery;
АЗ - аварийная защита;AZ - emergency protection;
АЭС - атомная электростанция;NPP - nuclear power plant;
АРМ - автоматический регулятор мощности;AWP - automatic power controller;
АКНП - аппаратура контроля нейтронного потока;AKNP - neutron flux control equipment;
БПУ - блочный пункт управления;BPU - block control center;
ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор;VVER - water-water power reactor;
ВКВ - верхний концевой выключатель;VKV - upper limit switch;
НКВ - нижний концевой выключатель;NKV - lower limit switch;
ГПК - главный паровой коллектор;GPK - the main steam collector;
ДПШ - датчик положения шаговый;DPSh - step position sensor;
ИЧ - исполнительная часть;ICh - executive part;
ИЧСЗ - исполнительная часть системы защиты;IChSZ - executive part of the protection system;
КЭ СУЗ - комплекс электрооборудования системы управления и защиты реактора;KE SUZ - a complex of electrical equipment for the reactor control and protection system;
ОР - орган регулирования;OR - regulatory authority;
ОМК - одноплатный микроконтроллер;OMK - single-board microcontroller;
ОМК (И) - одноплатный микроконтроллер информационный;OMK (I) - a single-board information microcontroller;
ОМК(У) - одноплатный микроконтроллер управляющий;OMK (U) - single-board control microcontroller;
УМК - управляющий микроконтроллер;UMK - control microcontroller;
УПЗ - ускоренная предупредительная защита;UPZ - accelerated preventive protection;
ПЗ - предупредительная защита;PZ - preventive protection;
ПТК ИДС - программно-технический комплекс информационно-диагностической сети;PTK IDS - software and hardware complex of the information-diagnostic network;
ПТК СГИУ - программно-технический комплекс системы группового и индивидуального управления;PTK SGIU - a software and hardware complex for a group and individual management system;
ПТС - программно-технические средства;PTS - software and hardware;
РПУ - резервный пункт управления;RPU - reserve control point;
РУ - реакторная установка;RU - reactor installation;
РСП - рабочая станция пульта;RSP - remote control workstation;
САЭ - система аварийного энергоснабжения;SAE - emergency power supply system;
СГИУ - система группового и индивидуального управления;SGIU - a system of group and individual management;
СВБУ - система верхнего блочного уровня;SVBU - system of the upper block level;
ИМК - информационный микроконтроллер;IMC - information microcontroller;
ИП - индикатор положения;IP - position indicator;
СКУД - система контроля, управления и диагностики;SKUD - a system of control, management and diagnostics;
ТС - технические средства;TS - technical means;
ШГИ1 - шкаф групповой индикации;SHGI1 - group display cabinet;
ШЭМ - шаговый электромагнитный привод;ShEM - step electromagnetic drive;
ШСР-У - шкаф сервера управления;ShSR-U - control server cabinet;
ЭГСР - электрогидравлическая система регулирования;EGSR - electro-hydraulic control system;
ЭМО - электромагнитная обстановка;EMO - electromagnetic environment;
ЭП - электропитание.EP - power supply.
На чертежах не показана подсистема управления приводами на стенде вертикальном, предназначенном для испытаний новых приводов перед их установкой. Подсистемы 1-5 предназначены для обеспечения защиты и управление мощностью реактора в режимах нормальной эксплуатации и в режимах с нарушением условий нормальной эксплуатации.The drawings do not show the drive control subsystem on a vertical stand, designed to test new drives before installing them. Subsystems 1-5 are designed to provide protection and control of reactor power in normal operation modes and in modes that violate normal operation conditions.
Подсистема 1 выполнена в виде двух независимых комплектов электрооборудования (КЭ) 1а и 1б, за счет которых осуществляется коммутация цепей силового и резервного электропитания оборудования силового управления ПТК СГИУ, связанных с оборудованием ИЧСЗ дискретными линиями связи (для получения инициирующих сигналов на срабатывание всех видов защит), с 3 и 5 - по четырем независимым дискретным линиям связи (для передачи команд защит) и с 4 - по дублированным цифровым каналам передачи данных (для передачи диагностической информации). Оборудование формирования исполнительных команд защит этой подсистемы выполнено на средствах дискретной логики.
Подсистема 2 состоит из электрооборудования силового электропитания переменного и постоянного тока, соответственно 2а и 2б для основного и резервного электропитания электрооборудования силового управления из состава 3 и электрооборудования надежного электропитания 2в для осуществления электропитания оперативных цепей устройств, входящих в КЭ СУЗ, а также контроля уровня питающих напряжений. Электрооборудование силового электропитания переменного тока получает электропитание (запитанного по двум вводам трехфазного напряжения 380 В, 50 Гц) от двух трансформаторов СУЗ (коммутация вводов осуществляется оборудованием двух комплектов АЗ-ПЗ) и предназначено для бесперебойного электропитания оборудования силового управления 3. Электрооборудование силового электропитания постоянного тока получает электропитание по двум вводам постоянного тока напряжением 110 В от АК (коммутация вводов осуществляется оборудованием двух комплектов АЗ-ПЗ) и предназначено для резервного электропитания электрооборудования силового управления в составе 3. Электрооборудование надежного электропитания предназначено для обеспечения (с необходимой надежностью) электроэнергией требуемых параметров потребителей КЭ СУЗ. Подсистема ЭП связана с подсистемой 4 дублированными цифровыми каналами передачи данных (для передачи диагностической информации).
Подсистема 3 состоит из электрооборудования для формирования и распределения команд управления, выполненного на средствах цифровой техники (компьютеров промышленного исполнения), электрооборудования контроля положения и управления, электрооборудования силового управления и электрооборудования индикации положения групп ОР, выполненного на средствах микропроцессорной техники, преобразовательных трансформаторов и шкафов промежуточных клеммников.
Подсистема 3 связана с подсистемой 1 четырьмя независимыми дискретными линиями связи (для передачи команд защит), с подсистемой 4 дублированными цифровыми каналами передачи данных (для передачи диагностической информации), с приводами и датчиками положения.
Основной структурной единицей ПТК СГИУ является групповой комплекс силового управления и контроля положения, состоящий из:The main structural unit of the PTK SGIU is a group complex of power control and position control, consisting of:
- шести устройств контроля положения и управления приводами ОР, конструктивно выполненных в виде одного шкафа контроля и управления ШКУ2;- six devices for position monitoring and control of OR drives, structurally made in the form of a single control and control cabinet ШКУ2;
- шести устройств силового управления (УСУ) приводами ОР, конструктивно выполненных в виде двух шкафов силового управления ШСУ2 (по три УСУ в каждом шкафу), и двух преобразовательных трансформаторов для двух шкафов силового управления.- six power control devices (CCS) of the OR drives, structurally made in the form of two power control cabinets ШСУ2 (three CCS in each cabinet), and two converter transformers for two power control cabinets.
За счет этого блока осуществляется контроль положения и управление шестью приводами ОР, которые могут относиться к одной группе ОР, или двумя независимыми «тройками» приводов ОР, относящимися к двум различным группам ОР.Due to this unit, the position is monitored and controlled by six OP drives, which can belong to one OP group, or by two independent “triples” of OP drives, belonging to two different OP groups.
Подсистема 4 состоит из электрооборудования, выполненного на средствах цифровой техники (компьютеров промышленного исполнения) и предназначенного для диагностики состояния и функционирования КЭ СУЗ, приводов и датчиков положения ОР, информационной поддержки обслуживающего персонала при обнаружении и локализации неисправностей и передачи информации по положению ОР реактора и состоянию электрооборудования КЭ СУЗ на верхний уровень АСУ ТП энергоблока. Подсистема 4 связана с подсистемами 1-5 дублированными цифровыми каналами передачи данных (для передачи диагностической информации) и системой верхнего блочного уровня энергоблока АЭС (для передачи информационных пакетов с данными о положении ОР реактора и режимов работы КЭ СУЗ).Subsystem 4 consists of electrical equipment made using digital equipment (industrial computers) and designed to diagnose the status and functioning of EC CPS, drives and position sensors of ORs, information support staff when detecting and localizing faults and transmitting information on the position of the OR reactor and status electrical equipment of KE CPS to the upper level of the automated control system of the power unit. Subsystem 4 is connected to subsystems 1-5 by duplicated digital data transmission channels (for transmitting diagnostic information) and the upper block level system of a nuclear power unit (for transmitting information packets with data on the position of the reactor reactor and the operating conditions of the control system of the control system).
Подсистема 5 представляет собой трехканальный регулятор мощности АРМ, выполненный на средствах микропроцессорной технике, в котором формирование управляющих команд на перемещение вверх или вниз групп ОР по заданным алгоритмам осуществляется в каждом из трех каналов. Подсистема 5 связана с подсистемой 3 тремя независимыми дискретными линиями связи (для передачи команд управления) и тремя цифровыми каналами передачи данных (для передачи диагностической информации) и с подсистемой 1 четырьмя независимыми дискретными линиями связи (для передачи команд защит).Subsystem 5 is a three-channel power control unit AWP, made using microprocessor technology, in which the formation of control commands for moving up or down groups of OP according to specified algorithms is carried out in each of the three channels. Subsystem 5 is connected with
Блоки подсистем 1-5 выполнены в модульном исполнении, модули которых представляют собой шкафы, укомплектованные соответствующим электрооборудованием и снабженные интерфейсными входами и выходами для подключения к линиям электропитания и к линиям связи, образующих локальные сети для приема сигналов и передачи команд.The blocks of subsystems 1-5 are made in a modular design, the modules of which are cabinets equipped with appropriate electrical equipment and equipped with interface inputs and outputs for connecting to power lines and communication lines forming local networks for receiving signals and transmitting commands.
Состав КЭ СУЗ (группы электрооборудования и типы электрооборудования) приведен в таблице 1.The composition of the EC CPS (groups of electrical equipment and types of electrical equipment) are given in table 1.
В процессе работы реактора за счет КЭ СУЗ обеспечивается выполнение следующих функций:In the process of operation of the reactor, the following functions are provided due to the EC CPS:
- управление мощностью реактора и энергораспределением в активной зоне во всех режимах работы реактора;- control of reactor power and energy distribution in the core in all reactor operation modes;
- реализация аварийной защиты (АЗ);- implementation of emergency protection (AZ);
- реализация всех видов предупредительной защиты (ПЗ);- implementation of all types of preventive protection (PP);
- автоматическое и дистанционное управление группами ОР и дистанционное управление отдельными ОР;- automatic and remote control of groups of PRs and remote control of individual PRs;
- автоматическое регулирование мощности реактора;- automatic regulation of reactor power;
- контроль и индикация положения ОР или групп ОР;- control and indication of the position of the PR or groups of PR;
- диагностика электрооборудования КЭ СУЗ, приводов и датчиков положения ОР;- Diagnostics of electrical equipment of EC CPS, drives and position sensors OR;
- управление приводами ОР на стенде вертикальном.- control of OR drives on a vertical stand.
Указанные функции реализуются следующим образом.These functions are implemented as follows.
Обобщенные сигналы аварийной и всех видов предупредительных защит поступают в каждый комплект электрооборудования (1а, 1б) ИЧ АЗ-ПЗ, где эти сигналы обрабатываются по логике «два из трех» или «два из четырех» с формированием команд на срабатывание того или иного вида защиты по двум цепям (от каждого комплекта 1а, 1б), см. фиг. 1.The generalized signals of emergency and all types of preventive protection are supplied to each set of electrical equipment (1a, 1b) IC AZ-PZ, where these signals are processed according to the logic “two out of three” or “two out of four” with the formation of commands for the operation of a particular type of protection in two circuits (from each set 1a, 1b), see FIG. one.
Срабатывание защиты происходит только при одновременном формировании команды по двум цепям в пределах одного (любого) комплекта или по двум разноименным цепям обоих комплектов подсистемы АЗ-ПЗ. При формировании исполнительных команд АЗ, посредством каждого комплекта 1а и 1б обесточивается оборудование силового электропитания переменного тока и постоянного тока по двум вводам. Кроме того, исполнительные команды АЗ передаются в подсистему 3 для реализации заданных алгоритмов управления и непосредственно в оборудование силового управления. Исполнительные команды предупредительных защит поступают в подсистему 3 по двум цепям от каждого комплекта 1а и 1б. При срабатывании АЗ и обесточивании подсистемы 6, ОР падают вниз (под действием собственного веса), снижая этим мощность реактора. Команды всех видов предупредительных защит (в отличие от команд АЗ) проходят только в оборудование подсистемы 3 (без снятия силового питания), где обрабатываются по логике «И-ИЛИ» («И» - в пределах комплекта, «ИЛИ» - между комплектами) с формированием соответствующей команды предупредительной защиты (УПЗ, ПЗ-1 или ПЗ-2).Protection is triggered only when the team is formed simultaneously along two circuits within one (any) set or along two opposite chains of both sets of the AZ-PZ subsystem. In the formation of the executive teams AZ, through each set 1A and 1B de-energized equipment power supply of alternating current and direct current through two inputs. In addition, the executive teams AZ are transferred to
Подсистема 3 в процессе работы получает команды от обоих комплектов 1а, 1б (эти команды имеют наивысший приоритет), либо от органов ручного управления на блочном пульте, либо от регулятора мощности 5. Положение приводов ОР контролируется подсистемой 3 через соответствующие датчики. В зависимости от того, какие команды поступают в подсистему 3, в ней формируются команды на перемещение ОР вверх или вниз. Информация о состоянии всех подсистем поступает в подсистему 4 по дублированным цифровым линиям связи. Эта информация используется для диагностики состояния электрооборудования и формирования сигналов о положении всех приводов, а также для формирования всей необходимой информации для вывода на блочный пульт 3в и на верхний уровень через систему верхнего блочного уровня (СВБУ, см. фиг. 1). Оборудование подсистемы 3 представляет собой трехканальную, трехуровневую цифровую магистрально-модульную систему с мониторным управлением режимами работы подсистем 3 и 5, в которой передача команд управления на перемещение ОР реактора в активной зоне и передача диагностической информации осуществляется с использованием сетевых технологий. На верхнем уровне - уровень серверов управления (шкафы ШСР-У, см. фиг. 2) осуществляется централизованное трехканальное формирование и распределение команд управления в соответствии с заданными алгоритмами управления и режимами работы подсистем 3 и 5. На среднем уровне (уровень концентраторов - управляющие микроконтроллеры УМК шкафов ШКУ, см. фиг. 2), осуществляется 3-х канальный контроль и управления группами ОР. На нижнем уровне (шкафы ШСУ и ШКУ) системы осуществляется контроль и управления отдельными ОР при условии обработки команд управления по мажоритарному принципу «два из трех». Задание режимов работы подсистемы - 3, выбор адресов групп для ручного и автоматического управления, задание режима регулирования регулятора АРМ (подсистемы 5), подача управляющих команд в режимах ручного и индивидуального управления осуществляется с помощью виртуальных и реальных (физических) органов дистанционного управления пульта оператора БПУ - 3в.
Силовое электропитание электрооборудования силового управления в составе ПТК СГИУ осуществляется от электрооборудования силового электропитания переменного тока 2а, электропитание которого осуществляется по двум вводам трехфазным напряжением 380 В, 50 Гц от двух трансформаторов СУЗ, коммутация вводов осуществляется оборудованием двух комплектов 1а и 1б. Резервное электропитание электрооборудования силового управления в составе подсистемы 3 осуществляется за счет оборудования силового электропитания постоянного тока 2б, электропитание которого осуществляется по двум вводам постоянного тока напряжением 110 В от аккумуляторных батарей (батареи), коммутация вводов осуществляется оборудованием двух комплектов 1а и 1б подсистемы АЗ-ПЗ. Такая организация схемы электропитания удовлетворяет требованию двух разрывов цепи питания приводов ОР при срабатывании одного комплекта исполнительной части АЗ. При перерыве питания на одном вводе переменного тока вся нагрузка подключается к остающемуся в работе вводу с помощью электрооборудования силового электропитания переменного тока. При перерыве питания на двух вводах переменного тока вся нагрузка переключается на сеть 110 В постоянного тока (питание от аккумуляторной батареи).The power supply of the power control electrical equipment as part of the SITU PTK is carried out from the electric power supply equipment of alternating current 2a, the power of which is supplied through two inputs with a three-phase voltage of 380 V, 50 Hz from two CPS transformers, the inputs are switched by two sets of equipment 1a and 1b. The backup power supply of power control equipment as a part of
Электрооборудование подсистемы 3 представляет собой трехканальную, трехуровневую централизованную систему управления перемещением ОР реактора. На верхнем уровне ПТК СГИУ (шкафы серверов управления ШСР-У, см. фиг. 2) осуществляется прием команд управления от реальных (механических) и виртуальных (с экрана монитора автоматизированного рабочего места оператора БПУ) органов управления (3в) в части ПТК СГИУ и АРМ, электрооборудования АЗ-ПЗ (1а, 1б), пакетов данных о положение ОР реактора от оборудования контроля положения (шкафов ШКУ2), обработка входной информации по заданным алгоритмам в зависимости от режимов работы СГИУ, формирование и распределение команд на перемещение ОР в активной зоне реактора, которые по сетевым связям передаются на средний уровень ПТК СГИУ (шкафы ШКУ2) и далее по отдельным проводным линиям связи команды передаются на нижний уровень ПТК СГИУ (в шкафы ШСУ2) для мажоритарной обработки по принципу «2 из 3» и формирования токов в электромагнитах приводов ШЭМ-3, см. фиг. 2.The electrical equipment of
Автоматический регулятор мощности реактора (подсистема 5) осуществляет автоматическое регулирование мощности реактора по заданным программам путем поддержания заданных значений регулируемых параметров РУ - нейтронной мощности реактора или значения давления пара в главном паровом коллекторе (ГПК). Регулируемый параметр определяется режимом регулирования: режим «Н» - режим поддержания заданного значения нейтронной мощности реактора, режимы «Т» и «С» (стерегущий) - режимы поддержания заданного значения давления пара в ГПК, режимы «Топрч» и «Тнпрч» - режимы общего или нормированного регулирования частоты с поддержанием заданного значения давления пара в ГПК. Автоматический регулятор мощности (подсистема 5) реактора является трехканальным регулятором, обеспечивающим формирование выходных команд по мажоритарному принципу «два из трех». Автоматический регулятор мощности реактора (подсистема 5) получает сигналы от датчиков давления в 1-м и 2-м контурах реактора, аппаратуры контроля нейтронного потока (см. фиг. 1 условно показаны стрелками) и системы управления турбины (условно не показана). Формирование команд управления на перемещение вверх или вниз группы ОР, определенной для работы под управлением АРМ, осуществляется тремя каналами шкафа АРМ7 независимо на основании данных о значении регулируемых параметров для заданного режима регулирования. При этом выходной сигнал каждого канала шкафа АРМ7 формируется после мажоритарной обработки по логике «два из трех» канальных сигналов двух смежных каналов и сигнала данного канала. Команды управления, сформированные в шкафе АРМ7, поступают в подсистему 3 для последующей обработки по мажоритарному принципу «два из трех» на нижнем уровне ПТК СГИУ (шкафы ШСУ2) и формирования токов в электромагнитах приводов ШЭМ-3.The automatic reactor power regulator (subsystem 5) carries out automatic regulation of the reactor power according to specified programs by maintaining the set values of the adjustable parameters of the reactor - the reactor neutron power or the vapor pressure in the main steam collector (GPC). The adjustable parameter is determined by the control mode: mode "N" - the mode of maintaining the set value of the neutron power of the reactor, the modes "T" and "C" (guarding) - the modes of maintaining the set value of the vapor pressure in the HPP, the modes "Toprch" and "Tnprch" - modes general or normalized frequency regulation while maintaining a predetermined value of the vapor pressure in the CCP. The automatic power regulator (subsystem 5) of the reactor is a three-channel regulator that provides the formation of output commands according to the majority principle of “two out of three”. The automatic reactor power regulator (subsystem 5) receives signals from pressure sensors in the 1st and 2nd reactor circuits, neutron flux monitoring equipment (see Fig. 1 are conventionally shown by arrows) and a turbine control system (not conventionally shown). The formation of control commands for moving up or down the group of OPs defined for work under the control of the AWP is performed by three channels of the AWP7 cabinet independently on the basis of data on the value of the adjustable parameters for a given regulation mode. In this case, the output signal of each channel of the AWP7 cabinet is formed after majority processing according to the logic “two out of three” channel signals of two adjacent channels and the signal of this channel. The control commands generated in the ARM7 cabinet enter the
Подсистема 4 представляет собой дублированную трехуровневую систему, в которую поступает диагностическая информация и сигналы состояния из электрооборудования всех функциональных подсистем КЭ СУЗ по дублированным цифровым каналам передачи данных в объеме, необходимом и достаточном для диагностики состояния электрооборудования вплоть до сменного блока /модуля, диагностики приводов и датчиков положения ОР, информационной поддержки обслуживающего персонала при обнаружении и локализации неисправностей, а также передачи информации по положению ОР реактора и состоянию электрооборудования КЭ СУЗ на верхний уровень АСУ ТП энергоблока (оборудование системы верхнего блочного уровня СВБУ) по дублированным цифровым каналам передачи данных.Subsystem 4 is a duplicated three-level system, which receives diagnostic information and status signals from the electrical equipment of all functional subsystems of the EC CPS via duplicated digital data transmission channels in the amount necessary and sufficient for diagnosing the state of electrical equipment up to a removable unit / module, diagnostics of drives and sensors provisions of the PR, information support for staff in the detection and localization of faults, as well as the transmission of information on the position of the reactor reactor and the state of the electrical equipment of the control system for the upper control level of the power unit (the equipment of the upper block level of the SVBU) via duplicated digital data transmission channels.
Таким образом, повышенная надежность и безопасность предложенного КЭ СУЗ обеспечивается за счет реализации многовариантных режимов работы в зависимости от конкретных условий, возникающих при работе ядерного реактора. Это обеспечено обесточиванием всех приводов ОР по переменному и постоянному току при поступлении, по крайней мере, «двух из трех» или «двух из четырех» инициирующих сигналов АЗ от электрооборудования ИЧСЗ или при инициировании срабатывания АЗ от органов ручного управления при условии срабатывания АЗ по двум цепям в рамках одного (любого) комплекта подсистемы исполнительной части АЗ-ПЗ либо по двум разноименным цепям в рамках двух комплектов подсистемы исполнительной части АЗ-ПЗ, реализации режима «гашения токов» в оборудовании силового управления из состава ПТК СГИУ для обеспечения бестоковой коммутации силовых цепей при условии срабатывания электрооборудования одного (любого) комплекта подсистемы исполнительной части АЗ-ПЗ; формированием исполнительных команд всех видов предупредительных защит в оборудование ПТК СГИУ для их последующей обработки по логике «И-ИЛИ» при поступлении, по крайней мере, «двух из трех»/«двух из четырех» инициирующих сигналов ПЗ от электрооборудования ИЧСЗ или при инициировании срабатывания ПЗ от органов ручного управления при условии срабатывания предупредительной защиты по двум цепям в рамках одного (любого) комплекта подсистемы исполнительной части АЗ-ПЗ либо по двум разноименным цепям в рамках двух комплектов подсистемы АЗ-ПЗ; образованием верхним уровнем электрооборудования ПТК СГИУ (шкафы серверов управления ШСР-У) трех независимых сегментов локальной сети Ethernet, к которым подключены устройства нижних уровней ПТК СГИУ, образующие три независимых канала, каждый из которых включает тракты контроля и управления всеми ОР штатных групп; дублированием каналов контроля положения ОР и каналов передачи информации по положению всех ОР реактора, а также каналов передачи информации по положению групп ОР на БПУ и РПУ; расширенной диагностикой состояния приводов и датчиков положения, а также диагностикой состояния электрооборудования КЭ СУЗ.Thus, the increased reliability and safety of the proposed EC CPS is ensured by the implementation of multivariate operating modes depending on the specific conditions arising from the operation of a nuclear reactor. This is ensured by de-energizing all OR drives for alternating and direct current when at least “two out of three” or “two out of four” initiating AZ signals come from electrical equipment of the EMERCOM or when triggering the AZ from manual controls, provided that AZ is triggered by two circuits within one (any) set of the subsystem of the executive part of AZ-PZ or two opposite chains within the framework of two sets of the subsystem of the executive part of AZ-PZ, the implementation of the "current suppression" mode in the power equipment Control of the PTC composition from GICs for currentless switching power circuits provided one electrical response (any) set subsystem executive part EP-PP; the formation of executive teams of all types of preventive protections in the PTK SGIU equipment for their subsequent processing according to the “AND-OR” logic when at least “two out of three” / “two out of four” triggering PZ signals from the electrical equipment of the ICHF are received or when triggering is triggered PZ from manual control provided that preventive protection is triggered on two circuits within one (any) set of the subsystem of the executive part of the AZ-PZ or on two opposite circuits within two sets of the subsystem AZ- PZ; the formation of the upper level of electrical equipment of the PTK SGIU (cabinets of the ShSR-U control servers) of three independent segments of the Ethernet local area network, to which the devices of the lower levels of the PTK SGIU are connected, forming three independent channels, each of which includes control and management paths for all OR staff groups; duplication of channels for monitoring the position of ORs and channels for transmitting information on the position of all ORs of the reactor, as well as channels for transmitting information on the position of groups of ORs at BPU and RPU; advanced diagnostics of the condition of the drives and position sensors, as well as diagnostics of the status of the electrical equipment of KE CPS.
По функциям аварийной и всех видов предупредительных защит безопасность реактора повышена за счет формирования исполнительных команд всех видов защит по двум цепям; разрыва оборудованием каждого комплекта подсистемы исполнительной части АЗ-ПЗ двух цепей силового и двух цепей резервного электропитания приводов ОР, возможностью тестирования цепей формирования исполнительных команд АЗ, ПЗ и электрооборудования коммутации силового и резервного электропитания приводов ОР при работе реактора на мощности без снижения мощности реакторной установки (РУ).In terms of emergency and all types of preventive protection functions, reactor safety is enhanced by forming executive teams of all types of protection in two circuits; rupture of the equipment of each set of the subsystem of the executive part of the AZ-PZ of two power circuits and two backup power supply circuits of the OR drives, the ability to test the formation of the executive teams of AZ, PZ and electrical switching equipment of the power and backup power supply of the OR drives when the reactor is operating at power without reducing the reactor plant capacity ( RU).
По функции управления безопасность реактора повышена за счет использования многоканальной магистрально-модульной архитектуры ПТК СГИУ с распределенной обработкой данных и мажоритарной обработкой управляющих команд по логике «два из трех» непосредственно в исполнительном механизме; использованием сетевых технологий для выполнения управляющих и информационных функций с необходимым резервированием, обеспечивающим выполнение заданных функций при единичных отказах элементов системы; мониторного управления с отдельной рабочей станции на БПУ режимами работы системы группового и индивидуального управления и контроля положения ОР и системы автоматического регулирования мощности реактора; использования в качестве основной структурной единицей ПТК СГИУ групповых комплексов силового управления и контроля положения, имеющих для каждого органа регулирования независимый цифровой канал управления и контроля положения; формирования выходного канального сигнала регулятора мощности АРМ после мажоритарной обработки по логике «два из трех» канальных сигналов двух смежных каналов и сигнала данного канала с обработкой канальных команд управления, сформированных регулятором мощности АРМ, по мажоритарному принципу «два из трех» на нижнем уровне ПТК СГИУ; обработки исполнительных команд аварийной и всех родов предупредительных защит по логике «И» для сигналов одного комплекта ИЧ АЗ-ПЗ и далее по логике «ИЛИ» для результирующих команд между комплектами; наличия в оборудовании силового управления приводами ОР трехступенчатого резервирования устройства управления при простоте схемных решений, гальванической развязки между цепями питания электромагнитов приводов ОР СУЗ, благодаря наличию в каждом канале силового управления ОР цифрового блока силового управления (БУ), реализующего перспективные алгоритмы диагностики и адаптивного управления привода, и блока резервного питания (БРП), обеспечивающего переход на безопасное для электромагнитов привода напряжение 110 В постоянного тока при неисправности блока управления или отсутствии напряжения надлежащего качества.In terms of the control function, reactor safety is enhanced through the use of the multi-channel backbone and modular architecture of the PTK SGIU with distributed data processing and majority processing of control commands according to the “two out of three” logic directly in the executive mechanism; using network technologies to perform control and information functions with the necessary redundancy, ensuring the performance of specified functions in case of single failures of system elements; monitor control from a separate workstation at the control room by the operating modes of the group and individual control and position control system of the OR and the reactor power automatic control system; use as the main structural unit of the PTK SSSIU group complexes of power control and position control having for each regulatory body an independent digital channel for position control and control; the formation of the output channel signal of the AWP power controller after majority processing according to the “two out of three” channel signals of two adjacent channels and the signal of this channel with the processing of the channel control commands generated by the AWP power regulator according to the majority of the “two out of three” principle at the lower level of the STI SGIU ; processing of executive commands of emergency and all types of preventive protection according to the “I” logic for signals of one set of IC AZ-PZ and further according to the “OR” logic for the resulting commands between sets; the presence of three-stage redundancy of the control device in the power control equipment of the OR drives, with the simplicity of circuit decisions, galvanic isolation between the power supply circuits of the electromagnets of the OR control drives, due to the presence in each OR power control channel of a digital power control unit (BU) that implements promising diagnostic algorithms and adaptive drive control , and a backup power supply unit (PDU), providing a transition to a safe voltage for drive electromagnets 110 V DC at malfunction of the control unit or lack of voltage of good quality.
По функции контроля и индикации положения безопасность реактора повышена за счет дублирования как каналов контроля положения (в рамках шкафов контроля и управления ШКУ2), так и каналов передачи информации по положению всех ОР реактора, используемой для формирования и распределения команд управления, осуществления режима выравнивания приводов ОР в регулирующей группе, представления информации на мониторе оператора БПУ, передачи данных через шлюз на верхний уровень АСУ ТП энергоблока и в смежные системы (в рамках ПТК СГИУ и ПТК ИДС), а также каналов передачи информации по положению групп ОР на БПУ и РПУ (в рамках шкафа групповой индикации ШГИ1).In terms of the function of monitoring and indicating the position, reactor safety is enhanced by duplication of both position control channels (within the control and control cabinets of ШКУ2) and information transmission channels for the position of all reactor RPs used to generate and distribute control commands and carry out the alignment mode of OP drives in the regulatory group, presenting information on the monitor of the BPU operator, transmitting data through the gateway to the upper level of the automated process control system of the power unit and to adjacent systems (within the framework of the PTK SGIU and PTK IDS), and e OR groups in position information transmission channels on the BPU and PAR (within group SHGI1 display cabinet).
По функции диагностики безопасность реактора повышена за счет передачи диагностической информации из электрооборудования всех функциональных подсистем КЭ СУЗ в дублированное оборудование ПТК ИДС по дублированным цифровым каналам передачи данных в объеме, необходимом и достаточном для диагностики состояния электрооборудования средствами ПТК ИДС вплоть до сменного блока, расширенной диагностики привода и датчика положения по информации, передаваемой от групповых комплексов силового управления и контроля положения.In terms of the diagnostic function, reactor safety is enhanced by transmitting diagnostic information from the electrical equipment of all functional subsystems of the EC CPS to the duplicated PTC IDS equipment via duplicated digital data transmission channels to the extent necessary and sufficient for diagnosing the state of electrical equipment using the PTC IDS up to a removable unit, extended drive diagnostics and a position sensor according to information transmitted from the group complexes of power control and position control.
По функции силового электропитания электрооборудования ПТК СГИУ безопасность реактора повышена за счет бесперебойного электроснабжения устройств силового управления приводами ОР напряжением 380 В, 50 Гц переменного тока путем автоматического переключения фидеров питания приводов ОР переменным током с основного ввода на резервный при снижении на основном вводе уровня напряжения ниже заданного (или отключении напряжения) с восстановлением штатной схемы электропитания после восстановлении заданного уровня напряжения на основном вводе, а также обеспечением резервного электропитания устройств силового управления приводами ОР напряжением 110 В постоянного тока по двум вводам при перерывах и недопустимых отклонениях напряжения основного электропитания переменного тока.In terms of the power supply function of the electric equipment of the PTK SGIU, reactor safety is enhanced by uninterrupted power supply to the power control devices of the OR drives with voltage of 380 V, 50 Hz AC by automatically switching the power feeders of the OR drives with alternating current from the main input to the backup when the voltage at the main input decreases below the specified (or turning off the voltage) with the restoration of the standard power supply circuit after restoring the specified voltage level at the main input as well as providing backup power supply to power control devices of OR drives with a voltage of 110 V DC for two inputs during interruptions and unacceptable voltage deviations of the main AC power supply.
По функции надежного электропитания электрооборудования КЭ СУЗ безопасность реактора повышена за счет бесперебойного электроснабжения потребителей путем организации электропитания оперативных цепей каждого потребителя по двум независимым линиям.By the function of reliable power supply of the electric equipment of KE CPS, reactor safety is enhanced due to uninterrupted power supply to consumers by organizing power supply to the operational circuits of each consumer via two independent lines.
Таким образом, использование предложенного КЭ СУЗ повышает надежность и безопасность эксплуатации ядерного реактора за счет обеспечения непрерывного контроля всех его систем с возможностью многовариантным перехода на оптимальные режимы работы в зависимости от конкретных условий, а также остановку реактора при возникновении аварийных ситуаций.Thus, the use of the proposed EC CPS improves the reliability and safety of the operation of a nuclear reactor by providing continuous monitoring of all its systems with the possibility of multivariate transition to optimal operating modes depending on specific conditions, as well as reactor shutdown in case of emergency.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014121549/07A RU2574289C2 (en) | 2014-05-28 | Set of electric equipment of nuclear reactors control and protection system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014121549/07A RU2574289C2 (en) | 2014-05-28 | Set of electric equipment of nuclear reactors control and protection system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014121549A RU2014121549A (en) | 2015-12-10 |
| RU2574289C2 true RU2574289C2 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108536038A (en) * | 2017-03-03 | 2018-09-14 | 中核兰州铀浓缩有限公司 | Centrifugation cascade Auto-control of the process analogue system |
| RU2808104C2 (en) * | 2018-09-12 | 2023-11-23 | Фраматом | Method of operating nuclear reactor with on-line calculation of safety factor before heat exchange crisis |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4314323A (en) * | 1977-12-21 | 1982-02-02 | Comitato Nazionale Per L'energia Nucleare | Feeder for rapid shutdown for safety devices of nuclear reactors |
| US5859884A (en) * | 1995-03-22 | 1999-01-12 | Westinghouse Electric Corporation | Electric circuit for selectively processing electrical signals |
| WO2005017919A1 (en) * | 2003-08-14 | 2005-02-24 | Korea Power Engineering Company, Inc. | Apparatus for preventing unwanted control rod dropping in nuclear power plant and method thereof |
| RU2310247C1 (en) * | 2006-03-27 | 2007-11-10 | Леонид Нафталиевич Голянд | Control device for nuclear-reactor actuating mechanisms |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4314323A (en) * | 1977-12-21 | 1982-02-02 | Comitato Nazionale Per L'energia Nucleare | Feeder for rapid shutdown for safety devices of nuclear reactors |
| US5859884A (en) * | 1995-03-22 | 1999-01-12 | Westinghouse Electric Corporation | Electric circuit for selectively processing electrical signals |
| WO2005017919A1 (en) * | 2003-08-14 | 2005-02-24 | Korea Power Engineering Company, Inc. | Apparatus for preventing unwanted control rod dropping in nuclear power plant and method thereof |
| RU2310247C1 (en) * | 2006-03-27 | 2007-11-10 | Леонид Нафталиевич Голянд | Control device for nuclear-reactor actuating mechanisms |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108536038A (en) * | 2017-03-03 | 2018-09-14 | 中核兰州铀浓缩有限公司 | Centrifugation cascade Auto-control of the process analogue system |
| CN108536038B (en) * | 2017-03-03 | 2021-05-18 | 中核兰州铀浓缩有限公司 | Automatic control simulation system for centrifugal cascade process |
| RU2808104C2 (en) * | 2018-09-12 | 2023-11-23 | Фраматом | Method of operating nuclear reactor with on-line calculation of safety factor before heat exchange crisis |
| RU2814090C1 (en) * | 2022-12-12 | 2024-02-22 | Александр Александрович Калашников | Method for determining metrological characteristics of measuring channel using software and hardware complex |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10833507B2 (en) | Island detection and control of a microgrid | |
| KR100980043B1 (en) | System and method of protecting a power plant using FPGA | |
| CN101951025B (en) | Energy management system of offshore grid | |
| CN102751787B (en) | Ship region distribution system and monitoring system thereof | |
| CN109713704B (en) | Communication interruption safety control method, system and medium for power grid side battery energy storage power station | |
| US10541059B2 (en) | Digital protection system for nuclear power plant | |
| KR20070064008A (en) | Plant protection system and engineered safety features-component control system | |
| CN106208372B (en) | Switch remote operation method based on comprehensive visualization and anti-error topological analysis | |
| Abdali et al. | Fast fault detection and isolation in low-voltage DC microgrids using fuzzy inference system | |
| EP3067760A1 (en) | Redundant control device and method of hvdc system | |
| CN201781325U (en) | Energy management system for offshore power grid | |
| Chan et al. | The implementation and evolution of a SCADA system for a large distribution network | |
| KR20080013153A (en) | Digital security system for nuclear power plant | |
| Nair et al. | IEC 61850 enabled automatic bus transfer scheme for primary distribution substations | |
| Gao et al. | Case studies: Designing protection systems that minimize potential hidden failures | |
| CN111681792B (en) | ATWT control device and nuclear power equipment | |
| RU2574289C2 (en) | Set of electric equipment of nuclear reactors control and protection system | |
| CN104991525B (en) | Power auto-control system | |
| JP6520773B2 (en) | POWER SUPPLY SYSTEM AND POWER SUPPLY METHOD | |
| CN207069569U (en) | A kind of controlling switch | |
| CN107181243B (en) | A kind of control switch | |
| WO2013158479A2 (en) | Control room for nuclear power plant | |
| JP2013195397A (en) | Nuclear power plant control system and alternative monitoring and control method thereof | |
| CN208143180U (en) | A kind of photovoltaic generating system | |
| CN108063596A (en) | A kind of photovoltaic generating system and its control method |