Комплексная система контроля, управления и защиты (КСКУЗ)

КСКУЗ применяется в системе управления и защиты реактора типа РБМК-1000 для контроля технологических параметров реактора и выдачи сигнала регулирования мощности или остановки реактора.

Рисунок- Комплексная система контроля, управления и защиты (КСКУЗ)

Технические особенности:

· реализация в ее составе двух систем остановки, каждая из которых (независимо от другой) способна обеспечивать перевод активной зоны реактора в подкритическое состояние и поддержание ее в подкритическом состоянии;

· наличие в составе КСКУЗ двух независимых комплектов аппаратуры обработки информации и выработки аварийных и управляющих сигналов;

· объединение функций остановки реактора по нейтронным и теплотехническим параметрам в составе КСКУЗ;

· автоматическая самодиагностика в аппаратуре аварийной защиты;

· наличие в составе КСКУЗ автономной системы отображения и протоколирования информации КСКУЗ.

Состав КСКУЗ:

· две системы остановки реактора;

· два комплекта аппаратуры контроля и преобразования информации от датчиков;

· аппаратура, обеспечивающая передачу сигналов от комплектов СКУЗ в оборудование систем остановки.

Модернизация управляющих систем АЭС с РБМК-1000.

Весь зарубежный и отечественный опыт был проанализирован и учтен в процессе разработки управляющих систем и оборудования для применения при модернизации АЭС с РБМК-1000. Обобщенная структура систем автоматизации энергоблока РБМК-1000 представлена на рис.8.

Рис. Обобщенная структура систем автоматизации энергоблока РБМК-1000

В настоящее время для всех действующих энергоблоков РБМК-1000 принята программа модернизации спецсистем, состав которых приведен на рис.9: комплексная система контроля, управления и защиты (КСКУЗ) и управляющие системы безопасности для технологических систем (УСБ-Т) вместе с компьютерными системами вывода информации (ВИ) и системами бесперебойного электроснабжения (БЭС), а также система СКАЛА-микро.

Рис. 9. Состав спецсистем энергоблока РБМК-1000

Основной среди представленных систем является КСКУЗ, внедрение которой позволяет обеспечить надежную и безопасную эксплуатацию реакторов РБМК до выработки ими ресурса с соответствием требованиям нормативно-технической документации России и нормам МАГАТЭ по безопасности, в том числе и требованиям, связанным с отказами по общей причине. УСБ-Т базируются на тех же технических и программных средствах, что и КСКУЗ. Компьютерные системы либо включаются в состав других систем, либо поставляются отдельно. В качестве обеспечивающих используются системы БЭС, поставляемые в комплекте с основными системами.

Главными особенностями КСКУЗ (рис.10) являются:

Рис. 10. Структурная схема КСКУЗ

· реализация в ее составе двух систем остановки, каждая из которых способна одна независимо от другой обеспечивать перевод активной зоны реактора в подкритическое состояние и поддержание ее в подкритическом состоянии с учетом принципа единичного отказа или ошибки персонала;

· наличие в составе КСКУЗ двух независимых комплектов аппаратуры обработки информации и выработки аварийных и управляющих сигналов;

· территориальная разнесенность комплектов аппаратуры по помещениям АЭС;

· выполнение принципа разнообразия как в комплектах аппаратуры (один из которых выполнен на традиционных средствах, а другой – на базе микропроцессоров), так и в системах остановки (разные устройства ввода реактивности, разные разработчики, изготовители, разная элементная база и т.д.);

· автоматическая самодиагностика в аппаратуре аварийной защиты;

· наличие в составе КСКУЗ автономной системы отображения и протоколирования информации КСКУЗ (комплекс ВИ, представленный на рис.11).

Рис. 11. Схема комплекса ВИ КСКУЗ

В комплексе ВИ КСКУЗ обрабатывается 65000 точек контроля и расчетных параметров (12000 с тактом 60 мс, 25000 с тактом 420 мс, 28000 с тактом 1 с), включая нейтронно-физические параметры, расчетные параметры, технологическую и диагностическую информацию. Прикладное программное обеспечение построено на базе программного комплекса распределенных средств сетевой обработки (КРОСС).

Создан стенд-полигон, который предназначен для проведения межведомственных испытаний оборудования опытных образцов, функциональных испытаний поставочных образцов и использования для авторского сопровождения систем в течение всей их жизни на объекте (рис.12). Все программное обеспечение прошло соответствующую верификацию и валидацию.

Рис. 12. Структурная схема стенда-полигона КСКУЗ

В качестве проектных основ для разработки структуры УСБ-Т (рис.13) приняты требования нормативных документов по ядерной безопасности реакторной установки, в частности:

· реализация в структуре УСБ-Т принципов резервирования, пространственной и функциональной независимости;

· использование надежных, проверенных практикой технических решений с поставкой технических средств максимальной заводской готовности.

Современные технические средства автоматизации, телекоммуникаций, связи и другие виды электронных устройств чувствительны к качеству питающего напряжения и обладают рядом особенностей как электрическая нагрузка. Это приводит к необходимости создания специальной системы и применения необходимого оборудования электропитания управляющих систем, особенно тех, которые выполняют функции безопасности. Упрощенная структура одного из двух комплектов системы бесперебойного электроснабжения (БЭС) КСКУЗ представлена на рис.14.

Функции системы БЭС: электроснабжение управляющих систем по требуемой структуре; выработка всех требуемых напряжений; улучшение качества напряжений; надёжное, бесперебойное и автономное питание нагрузки; контроль, диагностика, сигнализация состояния БЭС.

На рис.15 представлена структура компьютерной системы СКАЛА-микро, которая осуществляет контроль технологического процесса и состояния оборудования энергоблока. Она предназначена для замены установленной на всех энергоблоках РБМК-1000 системы централизованного контроля СКАЛА, осуществляющей сбор, расчетно-логическую обра­ботку, регистрацию и отображение информации по контролируемым па­раметрам для оперативного персонала БЩУ. Новая система дополнительно осуществляет трехмерные расчеты энергораспределения, а также имеет существенно лучшие возможности по отображению информации и скорости выполнения всех функций.

В связи с внедрением комплексной системы контроля, управления и защиты (КСКУЗ) была проведена существенная переработка зоны БЩУ по рабочему месту оператора реактора (рис.16).

Принятие новых решений по организации рабочего места оператора реактора на БЩУ позволило: снизить зрительную нагрузку на оператора в процессе принятия решений; обеспечить оператора современными техническими средствами отображения технологических процессов с детальной информацией о состоянии оборудования системы; привести эргономические свойства интерфейса "оператор-аппаратура-реактор" в соответствие с нормативными документами.

Все упомянутые выше системы автоматизации и оборудование уже внедрены на первом и втором энергоблоках Курской АЭС, первом энергоблоке Ленинградской АЭС, а в настоящее время внедрение проводится на втором энергоблоке Ленинградской АЭС. Также они используются при проектировании новых энергетических реакторных установок и при модернизации промышленных реакторов.

Заключение. Можно констатировать, что в России последние несколько лет характеризуются интенсивным развитием средств и управляющих систем на базе компьютерных технологий для применения на объектах атомной энергетики.

В частности, такой подход использован при модернизации управляющих систем реакторов РБМК-1000.

РАМS