Некоторые характеристики и особенности аппаратуры СВРК – 03 на уровне «каркас» и её применение

1. О потерях информации для «верхних» уровней системы при отказах в аппаратуре

1.1 Повышенная надежность аппаратуры достигается дублированием всех её узлов, кроме предварительных преобразователей сигналов датчиков.

1.2 При отсутствии отказов в аппаратуре, «верхний уровень» постоянно получает информацию (результаты измерений и их обработки) в удвоенном объеме.

На уровне «каркас» дублирование обеспечивается:

· наличием двух независимых цифровых магистралей;

· наличием двух независимых комплектов источников питания;

· наличием двух (на базе РС-104) независимых контроллеров магистралей.

На уровне «модуль» дублирование обеспечивается:

· наличием двух независимых схем цифровой обработки сигналов;

· наличием двух независимых схем вывода на соответствующую магистраль;

· наличием схемы разрешения «конфликта управления» при работе от двух магистралей;

· использованием дублированного питания от источников каркаса;

· наличием в каждом модуле дублированных вторичных источников питания предварительных преобразователей.

1.3 Oтказ самого датчика или предварительного преобразователя сигнала датчика означает для «верхнего уровня» полную потерю информации, но только от одного этого датчика.

При отказе любого другого элемента в модуле или каркасе, «верхний уровень» продолжает получать информацию в полном объеме (но не удвоенном). Для конечного потребителя данная ситуация отказом не является.

1.4 Внутреннее дублирование повышает надежность аппаратуры, но не заменяет и не может заменить полное дублирование комплектов аппаратуры и датчиков в системах, важных для безопасности.

2. О точности и стабильности аппаратуры СВРК-03

2.1 Аппаратура СВРК-03 имеет следующие параметры, схемные и технологические решения, относящиеся к области точности и стабильности:

· Настройка компьютеризирована, механические элементы настройки отсутствуют полностью;

· Температурная и временная стабильность практически определяются дрейфом опорного источника напряжения и резисторов обратной связи предварительных преобразователей входных сигналов (см. п.2.3);

· Заявленная точность лучше 0,05%;

· Реальная погрешность настройки при производстве модуля лучше 0,02%;

· Разрешенная погрешность настройки при приёмке ОТК лучше 0,03%;

· Заявленный температурный дрейф лучше 0,02% на 10^оС;

· Реальный температурный дрейф лучше 0,01% на 10^оС;

2.2 При формировании комплекта аппаратуры в виде приборного шкафа и включения его питания происходит прогрев и неизбежный более или менее значительный температурный уход параметров, который необходимо учитывать при попытке изготовить “суперпрецизионную” аппаратуру. провести в реальных условиях рабочего прогрева шкафа поканальную коррекцию ее точностных параметров («нуля» и коэффициента передачи). При этом поправки вводятся от сервисной ЭВМ через контроллер и нет необходимости извлекать модули из каркаса, а каркас из шкафа.

Поправочные коэффициенты для каждого измерительного канала хранятся в памяти модуля, в состав которого входит этот канал. Эта операция позволяет аппаратуре работать с повышенной абсолютной точностью.

Введение поправок, проведенное по результатам периодической поверки, позволяет исключить временной дрейф, возникающий за счет “старения” комплектующих элементов и поддерживать класс аппаратуры для всего срока службы.

При замене модулей из ЗИП также целесообразно производить для них введение поправок.

3. О надежности аппаратуры

3.1 Надежность аппаратуры определяется:

· Тщательной проработкой схем аппаратуры с целью получения простых схемотехнических решений и унификации узлов;

· Широким применением микропроцессорной техники оптимальной конфигурации (без излишеств по скорости и производительности) и заказных микросхем повышенной интеграции;

· Возможностью изготовления аппаратуры без применения многослойных печатных плат, как следствие предыдущих пунктов;

· Тщательной проработкой узлов защиты входов измерительных каналов;

· Низкой потребляемой мощностью, и, как следствие, отсутствием принудительного охлаждения;

· Тщательной проработкой метрологически аттестованных средств наладки и контроля аппаратуры для ее заводского производства (средства НКСА);

· Полной компьютеризацией процесса наладки;

· Исключением из применения ненадежных комплектующих изделий.

3.2 Возможность изготовления аппаратуры без применения многослойных печатных плат существенно повышает ремонтопригодность аппаратуры.

4. О некоторых дополнительных возможностях аппаратуры

4.1 Диагностика отказов.

· В каждом модуле предусмотрены аппаратные средства контроля и индикации неисправностей узлов;

· В каждом модуле предусмотрены датчики постоянного контроля температуры, что позволяет в ряде случаев верхнему уровню предсказать развитие неисправности, связанной с перегревом, выставить сигнал отказа и не допустить более серьезной аварии;

· Удвоенный объем (см.п.1.2) информации, поступающей на верхний уровень, позволяет сравнением результатов, получаемых от измерительного канала по разным магистралям, выявить неочевидный отказ этого канала, если результаты отличаются друг от друга хотя бы и ненамного.

4.2 Вспомогательные и специальные функции.

· В каждом модуле «зашит» его тип и заводской номер. Таким образом, верхний уровень может контролировать расположение модулей в шкафу;

· Предусмотрены аппаратные средства контроля правильного подключения входных сигналов (отсутствия «перепутки» разъемов);

· Предусмотрены аппаратные средства контроля цепей датчиков и линий связи в том числе и для датчиков типа «сухой» контакт;

· Для модулей, работающих с датчиками ДПЗ, предусмотрены режимы:

§ Коррекции“on line” характеристик датчика (запаздывания);

§ Вычитания фоновой составляющей;

§ Контроля сопротивления утечки датчика и линии связи.

4.3 Реализация функции управления.

· Для реализации системой функций управления от аппаратуры требуется не только надежное и качественное преобразование сигналов датчиков, необходимых для принятия решения, но и надежная выдача управляющего сигнала, если таковое решение принято верхним уровнем.

· Среди модулей аппаратуры СВРК-03 имеется специальный исполнительный дублированный релейный модуль, выдающий всего два релейных сигнала, каждый из которых управляется по “своей” магистрали. В модуле приняты меры схемотехнического и программного характера для радикального уменьшения вероятности как ложного срабатывания, так и пропуска истинного сигнала. Окончательный сигнал управления может быть сформирован логически из двух релейных самим пользователем.

СКУД ВВЭР-2006

Назначение системы

СКУД является комплексной автоматизированной системой, входящей в состав оборудования РУ и предназначенной для функционирования в составе АСУ ТП энергоблока в режимах нормальной эксплуатации, нарушений нормальной эксплуатации и при проектных авариях.

СКУД обеспечивает выполнение следующих основных задач:

· контроль нейтронно-физических и теплогидравлических параметров и показателей состояния активной зоны реактора, первого и второго контуров;

· формирование и передачу в АЛОС сигналов аварийной и предупредительной (ПЗ-1, ПЗ-2) защиты по внутриреакторным локальным параметрам (минимальный запас до кризиса теплообмена, максимальное линейное энерговыделение ТВЭЛ) в диапазоне мощности реактора от 20 до 110% от номинальной. Перечень локальных параметров может быть уточнен на этапе проектирования СКУД);

· формирование и передачу в КЭ СУЗ сигналов для управления полем энерговыделения и в АСУ ТП сигналов для управления системой борного регулирования при работе энергоблока в стандартных (типовых) маневренных режимах в диапазоне мощности реактора от 20 до 100% от номинальной (объем реализации и степень автоматизации в СКУД будут определены в процессе проектирования СКУД и РУ);

· диагностирование в процессе эксплуатации основного технологического оборудования РУ в части контроля вибронагруженности и надежности крепления элементов оборудования РУ, обнаружения свободных и слабозакрепленных предметов в контуре циркуляции, контроля герметичности ГЦК и оценки остаточного ресурса;

· формирование сигналов об отклонении контролируемых СВРК параметров за значение величины, соответствующей эксплуатационным пределам и пределам безопасной эксплуатации, отображение этой информации на мониторах ПТС СКУД и передачу этой информации на мониторы спецсистем из состава СВБУ, расположенные на БПУ, с целью предотвращения развития аварии и исключения повреждения активной зоны и основного оборудования РУ;

· представление информации о текущем состоянии активной зоны и основного оборудования РУ на ПТС СКУД и передача данной информации для представления на мониторах спецсистем из состава СВБУ, расположенных на БПУ, для информационной поддержки персонала;

· оперативный контроль ВХР первого и второго контура с выдачей рекомендаций персоналу по оптимальному ведению ВХР;

· контроль эксплуатационных ограничений по энерговыделению с использованием данных по физико-механическому состоянию ТВЭЛ в режиме реального времени;

· представление (по запросу эксплуатационного персонала) информации для определения эксплуатационным персоналом текущего состояния активной зоны и основного оборудования РУ на основе комплексного анализа всей необходимой информации от систем, входящих в состав СКУД, и от СВБУ для выработки рекомендаций по ходу эксплуатации энергоблока;

· создание архива данных по истории эксплуатации активной зоны и основного технологического оборудования РУ для оптимизации и повышения качества профилактических осмотров, диагностики и ремонта остановленного оборудования на этапе перегрузки топлива;

· передача данных от СВРК (через локальную сеть спецсистем) и от СКД в СВБУ энергоблока для решения общеблочных задач;

· диагностирование собственных технических и программных средств СКУД.

Целью создания СКУД является обеспечение безопасности, надежности и эффективности при эксплуатации РУ ВВЭР-1200, в том числе:

· обеспечение проверки правильности загрузки активной зоны;

· обеспечение управления мощностью и распределением энерговыделения в активной зоне;

· подтверждение расчетной оценки выгорания ТВС в процессе топливной кампании;

· подтверждение соблюдения проектных ограничений по эксплуатации топлива;

· обеспечение тарировки АКНП;

· подтверждение соблюдения эксплуатационных пределов и условий и т.д.

Функции СКУД

Функции СКУД должны подразделяются на:

· защитные;

· управляющие

· информационные;

· вспомогательные.

Защитные функции включают в себя:

· формирование и передачу в АЛОС сигналов аварийной и предупредительной (ПЗ-1, ПЗ-2) защиты по внутриреакторным локальным параметрам (минимальный запас до кризиса теплообмена, максимальное линейное энерговыделение ТВЭЛ в диапазоне мощности от 20 до 110% от номинальной. Перечень локальных параметров может быть уточнен на этапе проектирования СКУД);

Управляющие функции включают в себя:

· формирование и передачу в КЭ СУЗ сигналов для управления полем энерговыделения и в АСУ ТП сигналов для управления системой борного регулирования при работе энергоблока в стандартных (типовых) маневренных режимах в диапазоне мощности от 20 до 100% от номинальной (объем реализации и степень автоматизации в СКУД будут определены в процессе проектирования СКУД и РУ);

Информационные функции включают в себя:

· измерение, обработку, регистрацию и отображение на мониторах ПТС СКУД параметров и показателей, определяющих текущее состояние активной зоны и контролируемого оборудования РУ;

· обнаружение, регистрацию и отображение на мониторах ПТС СКУД отклонений от заданных пределов (уставок) параметров и показателей состояния активной зоны реактора и контролируемого оборудования РУ;

· диагностирование в процессе эксплуатации основного технологического оборудования РУ в части контроля вибронагруженности и надежности крепления элементов оборудования РУ, обнаружения свободных и слабозакрепленных предметов в контуре циркуляции, контроля герметичности ГЦК и оценки остаточного ресурса;

· оперативный контроль ВХР первого и второго контура с выдачей рекомендаций персоналу по оптимальному ведению ВХР;

· контроль эксплуатационных ограничений по энерговыделению с использованием данных по физико-механическому состоянию ТВЭЛ в режиме реального времени;

· накопление и долговременное хранение (архивизацию) значений контролируемых параметров с возможностью вывода накопленных данных по запросу оперативного персонала;

· документирование информации в виде распечаток (периодических или по вызову) протоколов текущих значений параметров и показателей состояния активной зоны реактора и РУ в целом, прогнозных оценок и других данных, предусмотренных регламентом эксплуатации РУ;

· подготовку и передачу данных в СВБУ (через СКД) для решения общеблочных задач;

· представление (по запросу эксплуатационного персонала) информации для определения эксплуатационным персоналом текущего состояния активной зоны и основного оборудования РУ на основе комплексного анализа всей необходимой информации от систем, входящих в состав СКУД, и от СВБУ для выработки рекомендаций по ходу эксплуатации энергоблока;

· информационную поддержку персонала в части управления полем энерговыделения в активной зоне реактора (с помощью СКА).

Вспомогательные функции включают в себя:

· диагностирование собственных технических и программных средств СКУД;

· ведение единого времени с АСУ ТП энергоблока;

· организацию обмена информацией между ПТК СКУД и через общеблочную магистраль с системами АСУ ТП энергоблока по стандартным интерфейсам, принятым в рамках АСУ ТП энергоблока, а также передачу информации на мониторы спецсистем из состава СВБУ, расположенные на БПУ.

Рисунок Структура СКУД АЭС 2006