秦山二期過程控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

劉琳娟　王禹軒

【摘 要】過程控制系統(tǒng)（KRG）是秦山第二核電廠重要信號(hào)處理單元，對(duì)反應(yīng)堆控制和保護(hù)起重要作用。本文從系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)角度出發(fā)，介紹了KRG系統(tǒng)保護(hù)機(jī)柜和控制機(jī)柜的功能實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)的電源配置、系統(tǒng)的回路搭建設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)應(yīng)急供電功能設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】過程控制系統(tǒng)；KRG；回路設(shè)計(jì)；電源配置

0 前言

秦山二期過程控制系統(tǒng)（KRG）是控制和保護(hù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它接收現(xiàn)場(chǎng)采集來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)，通過KRG轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的電壓或電流信號(hào)參與反應(yīng)堆控制與保護(hù)。KRG系統(tǒng)由保護(hù)組機(jī)柜和控制組機(jī)柜組成，控制組無(wú)核安全相關(guān)功能，保護(hù)組涉及核安全，主要表現(xiàn)在包含了PAMS組件，送往反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)（RPR）和專設(shè)的開關(guān)信號(hào)，GCT-A控制組件（用于SGTR和一回路小破口時(shí)一回路的系統(tǒng)降壓），送往ATWT的信號(hào)。

1 KRG系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

1.1 保護(hù)機(jī)柜設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

KRG保護(hù)柜將現(xiàn)場(chǎng)送來(lái)的各種信號(hào)（溫度、壓力、流量等）轉(zhuǎn)變成如下信號(hào)：

（1）24V保護(hù)邏輯信號(hào)送往反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)（RPR）。

24V邏輯信號(hào)由KRG的閾值繼電器觸點(diǎn)送出，而閾值繼電器由30V電壓?jiǎn)为?dú)供電。閾值繼電器一般有兩副觸點(diǎn)分別送往RPR的A/B列邏輯柜。當(dāng)執(zhí)行保護(hù)通道定期試驗(yàn)（T1）時(shí)，閾值繼電器的比較回路切至控制臺(tái)。

（2）送往事故后監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的模擬信號(hào)，用于指示記錄。

PAMS儀表分為PAMS1和PAMS2，分別對(duì)應(yīng)A/B列，SIP1/3柜的信號(hào)送入PAMS1，SIP2/4柜的信號(hào)送入PAMS2。

（3）送往各個(gè)控制系統(tǒng)的模擬信號(hào)，信號(hào)通過隔離組件送往控制組。

從傳感器送來(lái)的模擬信號(hào)為4-20mA的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為0-10V的電壓信號(hào)，再通過逆變電隔離整流轉(zhuǎn)換送入控制組。

（4）48V邏輯信號(hào)送往ATWT系統(tǒng)。

該48V電壓來(lái)自于LCC，LCC的電壓由SIP4柜引入。

（5）24V專設(shè)安全設(shè)施系統(tǒng)邏輯信號(hào)送往相關(guān)的繼電器機(jī)架以驅(qū)動(dòng)繼電器。

（6）送往蒸汽大氣排放閥的信號(hào)。

鑒于大氣排放閥GCT-A在事故處理時(shí)的重要性，送往它的信號(hào)比較特殊，不經(jīng)過控制組直接經(jīng)過隔離組件去控制GCT-A的閥門。

1.2 控制機(jī)柜設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

控制組有五個(gè)子組，每個(gè)子組與保護(hù)組在電氣上和實(shí)體上完全隔離。

在每一機(jī)柜中，由非核級(jí)變送器、鉑熱電阻溫度計(jì)、熱電偶和經(jīng)隔離組件由保護(hù)通道來(lái)的信號(hào)及從其它控制子組機(jī)柜來(lái)的信號(hào)經(jīng)輸入組件后進(jìn)行處理，產(chǎn)生以下信號(hào)：

（1）4-20mA模擬控制信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)

（2）無(wú)源邏輯信號(hào)送往繼電器機(jī)架以驅(qū)動(dòng)繼電器

（3）4-20mA信號(hào)送到盤臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)去指示，記錄及送往KDO系統(tǒng)（包含SC信 號(hào)）

（4）48VDC有源觸點(diǎn)信號(hào)送往KIT、KSA系統(tǒng)

（5）用于不同控制組之間隔離的0-10V信號(hào)

2 KRG系統(tǒng)電源配置設(shè)計(jì)

（1）四組保護(hù)機(jī)柜的供電分別來(lái)自LNA/B/C/D，其中LNA/C為A列，其逆變器都由LLA供電，旁路變壓器都由LLC供電；LNB/D為B列，其逆變器都由LLB供電，旁路變壓器都由LLD供電；LLA/C由LHA供電，LLB/D由LHB供電；LLA/B/C/D變壓器6KV側(cè)都為帶掛鉤型接觸器。

（2）PAMS1的供電來(lái)自LNA（LNA001CR），PAMS2的供電來(lái)自LND（LND001CR）。

（3）四組保護(hù)機(jī)柜進(jìn)線電源中有兩路較特殊，一路是來(lái)自LNE，主要是給參與ATWT保護(hù)的儀表ARE051/52/53/54MD供電。另一路是來(lái)自LCC，主要作用是觸發(fā)ATWT的邏輯信號(hào)。

（4）控制機(jī)柜（1C到4C）的供電來(lái)自LNE母線，LNE通過兩個(gè)逆變器和靜態(tài)開關(guān)來(lái)保證供電的可靠性。另外KRG控制組中使用的48DC電源由LCA001TB通過KRG143AR來(lái)統(tǒng)一供電。其中LNE360CR在全廠失電的情況下，向KRG的PAMS儀表、重要調(diào)節(jié)組件（例如GCT-A的調(diào)節(jié)閥）進(jìn)行重新供電。控制組KRG125AR正常時(shí)由LNE360CR供電，當(dāng)LNE360CR短時(shí)失電時(shí)，負(fù)荷本身由一個(gè)浮充電池組進(jìn)行供電（URA），保證調(diào)節(jié)組件不失電，可維持30分鐘。5C的供電來(lái)自9LNF，通過9KRG154AR供電。

3 KRG系統(tǒng)回路設(shè)計(jì)

3.1 保護(hù)通道回路

現(xiàn)場(chǎng)變送器送來(lái)的4-20mA信號(hào)，經(jīng)TN試驗(yàn)組件送到輸入組件，在正常工作時(shí)，TN卡中的繼電器組將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)接至保護(hù)測(cè)量回路的輸入卡，將保護(hù)測(cè)量回路報(bào)警卡的輸出接至保護(hù)系統(tǒng)，從而完成保護(hù)回路的正常測(cè)量和報(bào)警連鎖功能。當(dāng)保護(hù)測(cè)量回路進(jìn)入TI試驗(yàn)狀態(tài)時(shí)，輸入卡件的測(cè)量信號(hào)切至TI試驗(yàn)控制臺(tái)的輸出信號(hào)。測(cè)試時(shí)有專門的測(cè)試報(bào)警回路發(fā)出報(bào)警，T1試驗(yàn)退出時(shí)需延時(shí)120秒再接通至正常測(cè)量回路，以保證系統(tǒng)平穩(wěn)過渡。

3.2 調(diào)節(jié)通道回路

從現(xiàn)場(chǎng)變送器來(lái)的4-20mA信號(hào)送到KRG保護(hù)機(jī)柜中的TN試驗(yàn)組件，正常運(yùn)行時(shí)TN組件中的繼電器觸點(diǎn)置NORMAL位置，4-20mA信號(hào)經(jīng)輸入組件轉(zhuǎn)換成0-10V電壓信號(hào)，再由信號(hào)處理組件進(jìn)行處理送至輸出組件轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號(hào)，電流信號(hào)有一路送到主控室的記錄儀，另外一路送到KRG控制機(jī)柜中的輸入組件。同樣，輸入組件將4-20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-10V電壓信號(hào)，電壓信號(hào)有一路送至報(bào)警組件。在應(yīng)急停堆盤上有選擇開關(guān)，其輸出連接到繼電器邏輯組件的輸入端，當(dāng)選擇開關(guān)打到KSC控制位置時(shí)，邏輯組件輸入低電平（0V），觸點(diǎn)處于常閉位置；當(dāng)選擇開關(guān)打到KPR控制位置時(shí)，邏輯組件輸入高電平（15V），繼電器觸點(diǎn)翻轉(zhuǎn)，系統(tǒng)處于應(yīng)急控制。邏輯組件的公共端有一路與輸出組件相連，輸出組件將0-10V電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成4-20mA的電流信號(hào)送到氣動(dòng)閥的電氣轉(zhuǎn)換器控制閥門開度。當(dāng)選擇開關(guān)置于KSC控制，并且KSC中的手動(dòng)/自動(dòng)控制站置于自動(dòng)位置，則此系統(tǒng)在自動(dòng)狀態(tài)下，通過調(diào)節(jié)組件來(lái)調(diào)節(jié)閥門的開度；當(dāng)手動(dòng)/自動(dòng)控制站置于手動(dòng)位置時(shí)，可手動(dòng)調(diào)節(jié)手動(dòng)/自動(dòng)控制站上的手操撥桿來(lái)調(diào)節(jié)閥門的開度，此時(shí)調(diào)節(jié)器的輸入跟蹤調(diào)節(jié)器的輸出，這樣當(dāng)手動(dòng)/自動(dòng)控制站置于自動(dòng)位置時(shí)，實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換。當(dāng)選擇開關(guān)置于KPR控制時(shí)，可通過KPR中的手動(dòng)控制站來(lái)調(diào)節(jié)閥門的開度。

4 KRG系統(tǒng)應(yīng)急供電設(shè)計(jì)

KRG系統(tǒng)應(yīng)急供電由LNE360CR負(fù)責(zé)，由該配電盤正常供電的負(fù)荷有LNE031CR （T盤NSSS記錄儀）、LNE032CR （T盤NSSS記錄儀）、、1C到4C的部分控制組件（同時(shí)給URA進(jìn)行浮充電）。由該配電盤應(yīng)急供電（手動(dòng)切換）的負(fù)荷有主控應(yīng)急照明DSL006AR（正常時(shí)由正常照明供電）、LNE369CR（PAMS1正常時(shí)由LNA供電）、LNE368CR（PAMS2正常時(shí)由LND供電）、LNE364/365/366/367CR（正常時(shí)由LNA/B/C/D母線供電）。LNE360CR的進(jìn)線：正常時(shí)由本機(jī)組的LNE供電，另外還有三路備用電源分別為另一機(jī)組的LNE360CR、LLJ、9LLS001AR。

LNE360CR的再供電操作：H3規(guī)程中電源重新供電的原則是若LLS小汽機(jī)成功啟動(dòng)則由9LLS001AR供電，未啟動(dòng)則由另一機(jī)組的LNE360CR供電，電源一旦再供電成功則不得改變。重新帶電的操作如下進(jìn)行：

打開控制箱LNE360CR，將凸型插頭連接器從LNE插座（正常供電的LNE001P J）切換到LLS插座（LLS汽輪發(fā)電機(jī)供電的LNE002PJ）或另一機(jī)組的LNE插座003PJ。隨后KSC的NSSS記錄儀和KRG125AR應(yīng)急URA裝置由LNE360CR重新供電。給主控制室的應(yīng)急照明重新供電，將DSL999CR上的雙向開關(guān)轉(zhuǎn)到應(yīng)急位置，然后合上LNE360CR上相應(yīng)的微型斷路器。SIP保護(hù)組只有在切除蓄電池組的操作完成以后才通過LNE360CR重新帶電。對(duì)于四個(gè)保護(hù)組，將其凸型插頭從正常供電插座（LNA002CR，LNCOO1CR，LNBOO1CR，LND002CR）上斷開，連接至應(yīng)急供電插座（LNE364CR，366CR-LNE365CR，367CR）上。合上LNE360CR上相應(yīng)的微型斷路器。給PAMS1和PAMS2記錄儀重新供電，將凸型插頭從正常供電插座（LNA001CR和LND001CR）上斷開，連接至應(yīng)急供電插座（LNE369CR和LNE368CR）上，合上LNE360CR上相應(yīng)的微型斷路器。

5 結(jié)束語(yǔ)

過程控制系統(tǒng)對(duì)一回路所有系統(tǒng)及二回路一些重要控制系統(tǒng)起著控制和保護(hù)作用，將來(lái)自工藝過程系統(tǒng)的控制保護(hù)儀表的測(cè)量信號(hào)處理后，輸出特定的控制、報(bào)警信號(hào)。其功能設(shè)計(jì)完全滿足現(xiàn)場(chǎng)要求，為機(jī)組安全可靠運(yùn)行提供了保障。

【參考文獻(xiàn)】

[1]秦山第二核電廠系列培訓(xùn)教材—儀控培訓(xùn)之系統(tǒng)功能篇（上冊(cè)）[S].核電秦山聯(lián)營(yíng)有限公司出版.

[2]劉炯，張帆，張瑞.秦山核電二期反應(yīng)堆控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].核動(dòng)力工程，2003（6）：231-234.

[3]康亞，朱攀.反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)邏輯通道試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)[J].核動(dòng)力工程，2014（6）.

[責(zé)任編輯：湯靜]