浅谈AP1000核电厂保护和安全监视系统PMS操作*台Common Q

发布时间:2021-11-30 14:17:52

浅谈 AP1000 核电厂保护和安全监视系统 PMS 操作*台 Common Q 【摘要】AP1000 核电厂采用了非能动安全系统,其保护和安全监测系统 (PMS)用于检测核电厂的非正常工况,当发生事故工况时,执行其安全相关的 功能,使核电厂维持在安全停堆状态,PMS 系统用 Common Q *台来实现。 【关键词】PMS;Common Q;数字化仪控 一、引言 AP1000 是美国西屋公司开发的第三代核电站,设计采用了先进的“非能动” 安全设计理念,其保护和安全监视系统(PMS)的功能包括在正常运行时的保护 功能、停堆功能,以及维持安全停堆状态。PMS 系统提供了在主控制室和远程 停堆工作站手动操作的功能。发生事故后 72 小时内,不需要操作员采取任何手 动干预动作,大大减少人因错误,AP1000 明显优于 EPR,其功能实现的操作* 台为 Common Q。 二、保护和安全监视系统操作*台——Common Q 组成 PMS 系统都是安全级的设备,PMS 系统有如下功能: 1、当电厂的工况达到安全限值时提供反应堆自动停堆功能; 2、提供专设安全设施驱动功能,以缓解设计基准事故的后果; 3、提供指示功能,帮助操纵员评估和维持电厂的安全和周边环境的安全; 4、发送信息到 DDS 系统,使得操纵员能够提防任何异常工况。 PMS 系统用 Common Q *台来实现。该*台属 1E 级,所有部件也都是 1E 级的,用于实现安全仪控功能,设备具有抗震 I 级要求。它包括如下主要部件: 1、AC160 控制器 AC160 控制器是一个带有多通道处理能力的模件化控制器,被用来执行安 全相关系统的保护算法。 处理器模件内置一个独立的看门狗计时器。 如果一个保护功能由于处理器的 故障而无法实行, 看门狗能够发出报警和提供通道跳闸功能。 AC160 采用 PM646 处理器模件,包括两个 32 位的微处理器板:处理器部分和通讯部分。 2、输入输出模件 Advant 160 控制器采用 S600 I/O 系列输入输出模件, 模件包含了各种常规的 卡件。 3、*板显示系统 *板显示系统是 Common Q 安全系统的人机界面:它包含触摸显示屏和一 个 PC 节点盒。典型的*板显示系统如下图所示: ①触摸显示屏: 显示器带有电容式触摸屏的薄晶体管彩色显示器。可供使用 的有三种尺寸:12 英寸、15 英寸、18 英寸。 ②PC 节点盒:PC 节点盒是 AF100 总线和*板显示器的接口。 4、人机接口 下面从人机接口的角度进一步阐述*板显示系统。 当安装到一个系统控制柜 里的时候,*板显示系统被称作维修和测试面板(MTP) ;当安装在主控室的时 候,被称作操作员模件(OM) 。 1)维护和测试面板(MTP) 。一个 Common Q 安全系统通道有一个 MTP。 通过 MTP,能够执行监视、纠正性维修、修改设定值、旁路一个通道,初始化 自动测试以及显示详细的系统诊断信息。MTP 也能够向 AC160 处理器模件装载 组态。MTP 还具有图形和趋势功能。 修改设定值:MTP 能在电厂运行时改变设定值和“可寻址”常量,在改动过 程中的通道就由 MTP 旁路。可利用预先编程好的对话框来输入和验证设定值、 常量,对话框将输入和验证分离,以缓解可能的操作错误。 修改组态:通过 MTP,能够装载新的或者修改过的组态。 图形功能:MTP 显示系统的图形功能包括柱状图、静态文本对象、动态数 据对象等。 趋势功能:MTP 显示的趋势显示功能在任意轴向上(时间轴或数值轴)进 行缩放、卷动等操作,数据是*滑和连续的,一个 X-Y 曲线,能同时显示四个 趋势。 系统提供了实时数据的水*显示功能,用户可以选择不同的时间间隔来显 示变量趋势,可以选择趋势频率并计算周期。在每张趋势图上可显示多个变量, 选定变量以类似记录器的格式显示出来,并且用颜色来区分。系统还包括趋势控 制显示。 2)操作员模件(OM) 安装在主控制室和/或者远程停堆站的*板显示器被称为 OM。OM 执行和 MTP 一样的功能,但是作了某些限制,以防止操作员可能在无意中对系统做出 的改动。OM 和安全系统的其余部分之间的通信是通过冗余的 AF100 总线。在 OM 和安全系统之间的 AF100 总线是光纤隔绝的, OM 和安全系统之间没有直接 电气连接。 5、ITP(综合测试处理器) 6、Common Q 电源 Common Q 系统的电源是一个 19 英寸,带插入式模件的组件,不同输出电 压的模件都可以使用。电源系统的交流输入是 100~140V 或 200~260V,频率 47~63Hz。电源能满足交流 220V、频率 50Hz 的应用要求。 所有的电源组件都封装成插件式模件插在一个固定标准 19 英寸长、5.25 英 寸高的插槽盒中的背板上, 一个可移动的风扇抽屉安装在插槽盒下面,以提供冷 却。 电源模件包括一个交流线路滤波模件和一个前端模件, 把交流电转换成大约 300V 的直流电。还有一个或更多的 DC/DC 转换器模件,把 300V 的直流电最终 转换成输出电压在 2 到 48V 范围内的直流电。 7、CIM(部件接口模件) CIM 模件是一个基于非软件的、1E 级的模件,CIM 从安全系统和多样性非 安全相关系统接收部件控制信号,并且根据用户选定的优先级进行信号表决,再 送到电厂设备。另外,CIM 能接收远程手动部件控制信号,并将该信号作为最 优先级信号。由于它的非软件设计,所以不考虑软件共模故障。 8、输入/输出终端单元 9、ICP(综合通讯处理器) 10、机柜 AC160 机柜以及主要部件的重量和尺寸如图所示: 三、Common Q 在 AP1000 事故后监视系统中的实际应用 (PAMS)中,执行驱动 1E 级相关的报警和显示系统。由独立的两个通道 执行事故后监视功能。 Common Q PAMS 执行下列功能: ①堆外热量监视; ②反应堆压力容器液位 监视;③子

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