Система управления и защиты (СУЗ) для АЭС-2006 (ВНИИЭМ)

Система управления и защиты реактора входит в состав АСУТП энергоблока и представляет собой сложную многофункциональную систему, предназначенную для реализации защиты и управления мощностью реактора во всех режимах работы.

В основу концепции разработки единого комплекса оборудования системы управления и защиты положены следующие основные принципы:

• использование для проекта АЭС-2006 наиболее эффективных технических решений, примененных в проектах 3-го блока Калининской АЭС, АЭС «Тяньвань» и АЭС «Куданкулам»;

• создание типовых единиц оборудования, позволяющих на их базе создавать системы различной конфигурации;

• сокращения номенклатуры аппаратных и программно-аппаратных средств и их разумной унификации;

• увеличение доли средств вычислительной техники в общем объеме технических средств, что позволяет не только увеличить глубину диагностики оборудования, но сделать систему адаптируемой к изменяемым алгоритмам управления;

• создание в рамках СУЗ информационно-диагностической системы, осуществляющих в полном объеме сбор, обработку, архивирование и представление информации по обслуживаемой системе, связь по стандартным интерфейсам со смежными системами и системой верхнего уровня АСУТП энергоблока.

Реализация этих принципов в сочетании с наличием единого поставщика позволит существенно повысить конкурентоспособность, надежность и безопасность эксплуатации системы.

В состав комплекса оборудования СУЗ входит:

• оборудование инициирующей части аварийной, предупредительной защит реактора и инициирующей части УСБ;

• оборудование исполнительной части аварийной и предупредительной защит реактора;

• оборудование группового и индивидуального управления и контроля положения, осуществляющее управление мощностью реактора в аварийных режимах и режимах нормальной эксплуатации;

• оборудование автоматического регулирования мощности реактора;

• оборудование информационно-диагностической сети СУЗ (ИДС-СУЗ);

• оборудование управления приводами ОР;

• оборудование электропитания, устройств, входящих в состав комплекса СУЗ.

Учитывая, что в составе СУЗ наиболее ответственной и влияющей на безопасность является подсистема, реализующая защитные функции реактора, то при разработке комплекса оборудования СУЗ для проекта «АЭС-2006» особое внимание уделялось именно этой подсистеме.

Как уже было сказано ранее, функциональные подсистемы в составе комплекса СУЗ, в том числе и подсистема, реализующая защитные функции реактора, создаются на базе типовых единиц оборудования, что делает их инвариантными к принимаемой в конкретном проекте структуре реализации защитных функций реактора.

В рамках технического проекта реакторной защиты для проекта «АЭС-2006» проработаны и предлагаются два варианта комплекса оборудования СУЗ, отличающиеся друг от друга структурой реализации защитных функций.

В основу первого варианта положена традиционная для российских АЭС структура подсистемы, реализующей защитные функции и состоящей их двух трехканальных комплектов оборудования, осуществляющих формирование команд на срабатывание защит по мажоритарному принципу «два из трех». Этот вариант системы в рамках проекта «АЭС- 2006» ориентирован на вторую очередь Нововоронежской АЭС.

В основу второго варианта положена традиционная для европейских АЭС четырехканальная структура подсистемы, реализующей защитные функции, с формированием команд на срабатывание защит по мажоритарному принципу «два из четырех». Этот вариант системы в рамках проекта «АЭС-2006» предполагается внедрить на второй очереди Ленинградской АЭС.

Оба варианта имеют следующие отличительные признаки и преимущества, ранее не реализованные в проектах отечественных АЭС:

• объединение инициирующей части аварийной защиты АЗ и запуска систем безопасности, что позволит по сравнению с существующими проектами как минимум в 1,5 раза сократить количество датчиков;

• реализация принципа разнообразия/диверситетности, что позволит снизить вероятность отказов системы по общей причине.

Для реализации принципа разнообразия/диверситетности предлагается выполнение двух комплектов инициирования защитных функций (первый вариант структуры) или диверситетных подканалов в четырехканальной структуре (второй вариант) различными производителями и на различных аппаратных и программно-аппаратных средствах:

· традиционных средствах «жесткой» логики;

· микропроцессорной техники.

На рис. 1 и 2 приведены структуры единого комплекса оборудования СУЗ (первый и второй варианты соответственно).

Управление приводами ОР в аварийных режимах, требующих снижения мощности реактора, а также в режимах нормальной эксплуатации осуществляется оборудованием группового и индивидуального управления и контроля положения СГИУ, выполненным на базе средств вычислительной техники.

Оборудование СГИУ осуществляет управление приводами ОР в двух основных режимах: режиме ручного управления и автоматическом режиме. В рамках СГИУ оборудование, реализующее логику взаимодействия режимов работы СГИУ, приоритет команд управления в зависимости от действий оператора (выбранного режима управления, формирование команд дистанционного управления отдельными ОР или группами ОР) и формирования команд управления от автоматического регулятора мощности реактора, выполнено на средствах программируемой техники. Это позволяет сделать СГИУ «открытой» системой, легко адаптируемой к изменению алгоритмов и логики управления.

Автоматическое регулирование мощности реактора в рамках предлагаемой комплекса осуществляется трехканальным регулятором мощности реактора АРМ, выполненным также на средствах вычислительной техники и имеющим развитые средства программно- аппаратной диагностики и отладки программного обеспечения.

Все оборудование, входящее в состав комплекса оборудования СУЗ объединено в единое информационное пространство посредством информационно-диагностической сети СУЗ.

Оборудование информационно-диагностической сети осуществляет в полном объеме:

• сбор, обработку и архивирование информации по параметрам РУ, зарегистрированным двумя комплексами/четырьмя диверситетными подканалами подсистемы, инициирующей срабатывание защит;

• информации по фактам и первопричинам срабатыванию защит с присвоением метки единого времени АСУТП;

• информации по функционированию и состоянию оборудования, включая датчики параметров РУ, датчики положения и приводы ОР;

• информационную поддержку оперативного персонала БПУ по отображению информации по положению ОР и другой информации, необходимой оператору для ведения процесса управления;

• диагностику состояния оборудования с передачей обобщенных результатов диагностики для отображения на БПУ;

• информационную поддержку обслуживающего персонала при обнаружении и локализации неисправностей оборудования;

• регистрацию действий оператора по управлению РУ;

• передачу всей зарегистрированной информации в смежные системы и верхний уровень АСУТП энергоблока.

Кроме того, ИДС-СУЗ будет иметь в своем составе станцию отображения и протоколирования, вынесенную в зону обслуживающего персонала и позволяющую производить в рабочем порядке анализ всей зарегистрированной информации.

Отдельно следует сказать о совершенно новой разработке в рамках этого проекта – об оборудовании инициирующей части защит, разработанной на базе микропроцессорной техники, а именно: на базе специально разработанных аппаратно-программных средств, отвечающих жестким требованиям российских и международных стандартов и правил предъявляемых к цифровым системам класса безопасности 2.