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欧洲压水堆EPR的仪控系统介绍

skbolo  发表于 2006/12/16 19:21:13      2126 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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核电厂像任何其它工业设施一样,需要监控其工艺和设备的技术手段。这些手段总体上构成了电厂的仪控(I&C)系统,仪控系统实际上由几个系统及其电气、电子设备构成。
仪控系统的组成基本上包括将物理变量转换成电气信号的传感器,处理这些信号并控制驱动器的可编程控制器,以及操纵员的监控实施。
    仪控系统及有关设备的整体设计必须符合工艺、核安全和运行条件的要求。
    EPR及其I&C系统的设计特别考虑保证高水平的运行灵活性以适应电力公司的需要。因此,EPR能够很好地适应负荷跟踪和遥控运行模式。
Æ      电厂仪控系统采用最先进的完全计算机化的数字技术,具有高水平的运行灵活性。
EPR 仪控整体结构
    在整个仪控结构内,每一系统根据其功能(测量、驱动、自动化、人-机接口)及其在安全和电厂运行中的作用而呈现各自特点。
多层结构
    出于对不同I&C系统所起不同作用的考虑, I&C的设计有多层结构:
l      0层:工艺过程接口,
l      1层:系统自动化,
l      2层:工艺过程监控,
(3层:用于电厂管理功能)
每一层都有总的要求。
“工艺过程接口”(0层)由传感器和开关装置构成。
“系统自动化”层(1层)包括的I&C系统执行下述功能:
l      反应堆保护,
l      反应堆控制、监督和限制功能,
l      安全自动化,
过程自动化。
而“工艺过程监控”(2层)的组成如下:
l      工作站和位于主控室内的仪表盘、遥控停堆站和技术支持中心,它们也被称作人机接口(MMI)。
l      起到MMI和“系统自动化”之间连接作用的I&C系统。
安全分级
    仪控的功能和设备按照其对安全的重要性进行分类。根据其安全等级,I&C功能必须采用适当质量等级的设备来执行其功能。
冗余、分区、多样性和可靠性
    EPR的仪控系统和设备符合设计EPR安全相关系统的冗余、分区、多样性原则。作为说明,EPR由四个冗余和独立的安注系统和应急给水系统及四个冗余和独立的I&C通道组成。
    每一个安全相关I&C系统的设计要做到,即使一个通道由于故障不能使用,而同时另一通道由于维修不能投入使用或是由于内部存在危险(例如火灾)的情况下,该系统仍能令人满意地实现其功能。
    参与安全功能的仪控系统和设备根据EPR设计所采用的安全概率目标要求确定了可用率水平。
Æ     安全相关I&C使用四重冗余,以进一步提高安全水平
I&C设计的描述
功能安全级别   设备质量等级
F1A  执行在事故情况下将反应堆带到受控状态的功能。  E1A
F1B  执行在事故情况下将反应堆带到安全状功的功能。
该功能在于避免放射性释放的危险。  E1B
F2  能对电厂安全作出贡献的其它功能(维持运行限制工况,安全系统可用性的监督,内部产生危害的效应的预防,放射性释放的检测/监督,事故后运行所使用的功能…)。  E2
NC     非安全级功能                  NC
    
仪控技术
    关于仪控技术,法马通核能采用一贯的TELEPERM-XS系统平台并基于多样化标准应用技术,实现安全有关的仪控功能。
许多仪表通道为控制、监督和保护系统提供测量数据并为控制室工作人员提供信息。重要控制功能采用多通道信息采集,例如一回路冷却剂压力和温度控制,反应堆压力容器液位控制。多通道和多样化数据采集方式得到了应用。
    与反应堆保护有关的一个主要方面是要具备预测和测量核功率水平(或中子注量率)以及堆芯三维功率分布的能力。
      堆外仪表进行功率水平的测量,同时提供信号用以监测堆芯的临界。依靠四个主环路的冷段和热段的温度测量以及响应快速的中子通量测量,可以实现四重冗余的一回路热平衡。
      三维功率分布的预测和测量依赖两类堆芯仪表:
l     用以验证堆芯设计并校准其它用于堆芯监测和保护目的的传感器的“可移动”式标准仪表。
l     用以向监测和保护系统提供在线信息的“固定”仪表,在异常情况或超过预定限值时,这种信息将触发保护动作。
可移动式标准仪表用于功率分布评估,它采用一种“气动小球”系统,从压力容器顶部插入一叠钒合金球,通过气动运送至反应堆堆芯(在燃料组件的指套管内),在堆芯内移动3分钟后到达一块板上,在板上每一个探测器的驱动装置在5分钟内对其30个位置进行测量。这样就给出了堆芯局部中子注量率的数值,经过处理后构成三维功率分布图。
       固定堆芯测量装置由中子探测器和热电偶组成,它们测量堆芯径向和轴向中子注量率分布以及堆芯出口处温度径向分布。中子通量信号用来调节轴向功率分布并用于堆芯监测和保护。堆芯出口处热电偶对燃料组件出口温度进行连续测量,并为发生冷却剂丧失事件时的堆芯监测提供信号。它们也提供径向功率分配信息和热工水力局部情况。

 

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