PDF《红沿河核电站安全级DCS控制系统设计》

・66・ 第30卷第6期2009年6月电力建设 Electric Power Construction V01.

30 No.6 Jun,2009 红沿河核电站安全级DCS控制系统设计 张冬冬1,蒙海军2 (1.辽宁红沿河核电有限公司,辽宁省大连市,116002;

2.国家电网公司,北京市,100031) [摘要】红沿河核电站是目前我国最先进的CPRl000数字化压水堆核电站,为了提高整体自动化水平,采用DCS控制系统.文章主要介绍r红沿河核电站安全级DCS控制系统的没计.安全级DCS控制设计遵循多 样性、冗余性和安全性,可以作为其他核电站参考. [关键词】核电站;

DCS控制;

安全级;

系统设计 中图分类号:TM623,TP202 文献标志码:B文章编号:1000―7229(2009)06--0066―03 O引言 2红沿河核电站DCS控制系统设计 随着分散控制系统(DCS)的快速发展.DCS所 具有的开放性、高可靠性、快速性和可操作性逐步 被认可,常规火电厂普遍采用DCS作为综合控制系 统1瑚.但是,由于核电站对核安全的特殊要求,核电 站大都沿用传统的模拟控制系统,DCS在核电站的 应用较少,岭澳核电站采用DCS控制常规岛[451.而 秦山核电站则对循环冷却水控制系统进行了DCS 改造[61.采用DCS控制核电站是趋势,也是提高核电 站综合自动化水平的必要手段. 1核电站控制系统设计 核电站控制系统由安全级DCS、非安全级 DCS、专用控制系统3部分构成.核电站控制系统设 计应遵循如下原则:单一故障、多样性、独立性、冗余 性等.考虑安全性,核岛控制系统设置了部分硬接线 的控制按钮和显示仪表,安全保护系统采用A、B

2 个系列,4个保护通道,执行 4取2 逻辑17-91. 核电站控制系统的多样性和冗余性是保证整个 核电站安全的重要手段.多样性设计体现在:控制回 路中应设置模拟仪表、就地显示仪表和智能型仪表. 便于对于各种仪表读数,及时排查故障.控制系统中 容易出现故障的部分、对系统本身正常工作有重要 影响的部分和对现场设备有重要影响的部分都采用 冗余设计.冗余设计体现在:双电源回路冗余供电;

重要的控制回路采用主从卡冗余设计;

控制站、工程 师站和操作员站网络采用冗余设计161. 红沿河核电站DCS控制系统由安全级和非安 全级2个子系统构成,其中安全级采用三菱公司的 MELTAC―Nplus R3系统.非安全级则采用国产和利 时公司的HOLLiAS MACS 6系统.如图1所示. MELTAC―Npll.18 R3主要完成核安全级控制功能,如 反应堆跳闸保护逻辑、专设安全设施驱动、事故后监 测等;

HOLLiAS MACS 6主要完成核岛、常规岛非安 全级部分和辅助系统的控制及监测功能. 安全级DCS控制系统是设计重点.而非安全级 的DCS控制系统与火电厂DCS控制系统差别不 大,本文主要讨论安全级DCS控制系统的设计.安 全级DCS控制系统主要包括:反应堆保护柜 (RPC)、专设安全设施驱动柜(ESF)及安全逻辑机柜 (SLC)、多样性驱动系统(DAS)及操作员工作站软操. 2.1 RPC设计 RPC的每个通道包含2个处理器子组,每个子 组处理器冗余配置.每个通道通过对传感器输入信 号进行运算处理,产生触发信号并送往其他通道及 专设安全设施驱动系统.每个通道通过接送其他通 道的触发信号进行 4取2 逻辑表决.产生反应堆跳 闸信号.反应堆跳闸功能分配在每个通道的2个处理 器子组,以满足参数多样性要求.每组输出通过硬接 线或门输出信号至相应的停堆断路器,8个停堆断 路器再次进行 4取2 表决.以完成停堆跳闸功能. 保护系统通道间及上下级间触发信号分别由独 立的多路传输线传输,并进行电气及实体隔离.多样 基金资助项目:国家重点工程项目(发改能源【2007】2019号) 收穑日期:2009-01-13 作者简介:张冬冬(1975一),男.大学本科,工程师.从事核电DCS设计研究. 万方数据 第6期 红沿河核电站安全级DCS控制系统设计 ・67・ MELTAC-Nplus R3 图1红沿河核电站DCS控制平台简图 性驱动系统的信号通过电子隔离器进行分配,由硬 接线连结.电子隔离器设置在数字化保护系统上游. 2.2 ESF设计 ESF驱动逻辑子系统通过接收RPC信号并进 行 4取2 逻辑表决完成系统级ESF驱动逻辑. 2.3 SLC设计 SLC逻辑子系统通过接收系统级ESF驱动逻 辑及其他数字化控制系统(包括控制室手动指令)完 成部件级的逻辑控制,并从I/O输出驱动信号至部 件. 2.4 DAS设计 多样性驱动系统由多样性驱动机柜和后备操作 盘组成.多样性驱动机柜由基于模拟技术的卡件组 成,后备操作盘由硬接线开关和继电器等组成,该系 统为数字化反应堆保护系统的共模故障提供多样性 后备,如图2所示.系统设计成非安全级,由冗余电 路组成,系统与RPC之间进行电气隔离. 2.5操作员工作站软操设计 操作员工作站按手动操作方式的不同又可分成 4个方案,如表1. 安全级DCS系统与非安全级DCS系统分别为 独立的网络,网络间通信只有安全级DCS系统单向 传送监测信息至非安全级DCS系统,非安全级DCS VDU软操指令通过对安全级VDU显示画面的调 用,由S―VDU实现对安全级DCS的控制,安全级 传感器 9J0…一T…] VDU和非安全级VDU操作安全系统如图3,4所示.按有无硬接线后备盘可分为方案