2.2.1 Типовые структурные схемы измерительных каналов

Типовая структурная схема канала измерения температуры термопреобразователем сопротивления представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Типовая структурная схема канала измерения температуры термопре­образователем сопротивления

Типовая структурная схема канала измерения температуры термоэлектрическим преобразователем представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Типовая структурная схема канала измерения температуры термоэлек­трическим преобразователем

Типовая структурная схема канала измерения давления, перепада давлений и уровня представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Типовая структурная схема канала измерения давления, перепада дав­лений и уровня

Типовая структурная схема канала измерения расхода представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Типовая структурная схема канала измерения расхода

2.3 Система внутриреакторного контроля

Ядерный реактор представляет собой специфический объект контроля и управле­ния. Специфика ядерного реактора, как объекта контроля, обусловлена высоким уровнем нейтронного потока в активной зоне, высоким значением мощности гамма-излучения и вы­сокими параметрами теплоносителя первого контура.

Высокое удельное энерговыделение и малый запас по теплотехнической надежно­сти в ядерном реакторе ВВЭР-1000 вызвали необходимость обеспечения контроля основ­ных нейтронно-физических и теплогидравлических параметров непосредственно в актив­ной зоне. Функции контроля параметров непосредственно в активной зоне ядерного реак­тора выполняет система внутриреакторного контроля.

Система ВРК предназначена для обеспечения безопасной и экономичной эксплуа­тации реактора в энергетическом диапазоне путем сбора, обработки и представления ин­формации оператору о состоянии активной зоны и первого контура.

На энергоблоках ЗАЭС установлены несколько модификаций СВРК, идентичные по номенклатуре и типам внутриреакторных детекторов, но отличающиеся конструктивным исполнением и программным обеспечением информационно-измерительного комплекса. На сентябрь 2008 года распределение модификаций СВРК по энергоблокам ЗАЭС сле­дующее:

- энергоблоки 1, 2 и 6 – СВРК «Гиндукуш» и ВМПО СВРК «Хортица»;

- энергоблок 3 – ПТК НУ СВРК-М на базе МСКУ-1 и ПТК ВУ СВРК;

- энергоблок 4 – ПТК СВРК-М на базе МСКУ-2.13 и ПТК ВУ СВРК;

- энергоблок 5 – первичная обработка сигналов СВРК «Гиндукуш» и ПТК ВУ СВРК.

Система СВРК, установленная на энергоблоках 1, 2, 6, состоит из ИИК СВРК «Гин­дукуш» и ВМПО СКР «Хортица». ВМПО СКР «Хортица» реализована в двух СВК на базе миниЭВМ СМ-2М, работающих в дублирующем режиме.

Система работает в информационном режиме, предоставляя оператору информа­цию для правильного ведения технологического процесса с целью соблюдения допусти­мых пределов работы реакторной установки.

При этом оператору в удобной для восприятия форме и с достаточной степенью точности, оперативности и достоверности представляется информация о тепловой мощно­сти реактора, распределении энерговыделения по объему активной зоны, температурам теплоносителя первого контура в различных зонах реакторной установки и т.д.

Функции СВРК:

- прием информации от первичных измерительных преобразователей ВРК и ТТК;

- расчет нейтронно-физических и теплогидравлических параметров РУ;

- представление информации операторам в виде форматов на ВКУ;

- формирование сигналов ПЗ-2;

- накопление информации в архиве;

- представление информации в виде бланков регистрации;

- передача измерительной информации во внешние подсистемы;

- диагностика состояния технических и программных ресурсов.

На рисунке 7 представлена структурная схема системы ВРК энергоблоков 1, 2, 6.

В качестве первичных измерительных преобразователей энерговыделения в актив­ной зоне ядерного реактора в СВРК используются ДПЗ, конст­руктивно объединенные в измерительные каналы. В каждом КНИ расположено по 7 детекторов, разнесенных по высоте активной зоны. СВРК принимает информацию в виде токовых сигналов низкого уровня от 64-х измерительных каналов, расположенных в цен­тральных трубах ТВС.

Измерение температуры теплоносителя на выходе из активной зоны осуществля­ется термоэлектрическими термометрами, расположенными над ТВС. В системе реализо­ван контроль температуры теплоносителя на выходах 95 кассет. Три термоэлектрических термометра расположены в верхней части корпуса реактора. Компенсация погрешности, обусловленной ненулевой температурой свободных концов, осуществляется в специаль­ных устройствах компенсации, расположенных в центральном зале РО.

Температура теплоносителя в петлях ГЦК измеряется с помощью 16 термоэлектри­ческих термометров и 8 термопреобразователей сопротивления.

Кроме того СВРК принимает сигналы от измерительных преобразователей системы ТТК энергоблока. На энергоблоках 1, 2, 6 установлены по два ИИК СВРК «Гиндукуш», работающих в дублирующем режиме.

Каждый комплект СВРК обеспечивает прием, обработку и вывод информации по всей номенклатуре измерительных каналов. Исключение составляют из­мерительные каналы КНИ. Каждый из комплектов СВРК имеет связь с 32 КНИ.

Распределение нейтронных каналов между комплектами выполнено таким образом, что бы при отказе любого из ИИК СВРК «Гиндукуш» в активной зоне реактора не возникало бы неконтролируемых участков.

Рисунок 7 – Структурная схема СВРК

ВМПО СВРК, функционирующее в СВК №5 и №6, предназначено для:

- выполнения расчетов значений параметров активной зоны и узлов реакторной ус­тановки в зонах, не имеющих первичных измерительных преобразователей;

- выполнения комплексных нейтронно-физических расчетов;

- представления информации операторам;

- накопления информации в архиве;

- представления информации в виде выходных форм бланков регистрации;

- диагностики состояния измерительных каналов;

- корректировки параметров измерительной системы.

В качестве средств представления информации, рассчитанной ВМПО СВРК, на энергоблоках 1, 2, 6 используются видеоконтрольные устройства ИИК СВРК «Гиндукуш». Переключение источников информации, выводимой на форматы СВРК, осуществляется оператором вручную.

На энергоблоках 3, 4, 5 установлена модернизированная система внутриреакторного контроля. В качестве источников информации в СВРК-М применяются те же первичные измерительные преобразователи, что и в ИИК СВРК «Гиндукуш». СВРК-М условно подраз­деляется на систему нижнего уровня, осуществляющую первичную обработку информации и ПТК верхнего уровня, выполняющего функции расчета, архивирования и представления информации. Структурная схема ПТК СВРК-М энергоблока №4 представлена на рисунке 8.

Нижний уровень СВРК-М на энергоблоках 3 и 4 реализован на базе шкафов ВРК, представляющих из себя микропроцессорные системы контроля и управления. Шкафы ВРК объединены в локальную вычислительную сеть нижнего уровня. На энерго­блоке №5 первичная обработка измерительной информации выполняется в стойках приема и обработки сигналов ИИК СВРК «Гиндукуш».

Верхний уровень СВРК-М представляет собой дублированную локальную вычисли­тельную сеть, построенную по топологии «звезда» и функционирующую под управлением ОС Linux, узлы которой выполняют строго определенные функции:

- СКСО – серверы КСО (прием кодированной информации из ЛВС НУ СВРК-М и вы­дача ее в сеть ВУ);

- СОК – серверы оперативного контроля (нейтронно-физические и теплогидравличе­ские расчеты параметров РУ);

- СВУ – серверы неоперативного контроля (расчеты корректирующих коэффициен­тов измерительной системы, фоновые неоперативные расчеты);

- РМРО – рабочие места оператора реакторного отделения (представление инфор­мации в виде видеоформатов, графиков, таблиц и гистограмм);

- САД – серверы архивирования и документирования (накопление информации в ар­хиве, вывод информации в виде бланков регистрации);

- СДК – серверы данных и коммуникаций (обмен информацией с подсистемами АСУТП энергоблока и АЭС);

- СДИ – рабочие станции дежурного инженера (управление функционированием сис­темы, диагностика и сопровождение программного обеспечения).

Узлы ЛВС работают в режиме «горячего» резерва и, в случае отказа любого из них, система безударно переключается на дублирующий узел.

Рисунок 8 – Структурная схема СВРК-М энергоблока №4

В отличие от комплекса СВРК «Гиндукуш» - ВМПО СКР «Хортица», в СВРК-М не предусмотрена функция переключения видеоконтрольных устройств БЩУ на прием ин­формации от верхнего или нижнего уровней системы. Вся информация на видеоформатах СВРК представляет собой обработанные в серверах оперативного контроля данные. Опе­ратор имеет возможность выбрать в качестве источника информации, представляемой на видеоконтрольных устройствах, серверы оперативного контроля первого или второго полу­комплектов ВУ СВРК.

В СВРК-М в значительной мере, по сравнению с СВРК «Гиндукуш», уменьшена дли­тельность цикла опроса измерительных преобразователей (τ=1 сек.), уменьшено время обработки данных и период их обновления на видеоконтрольных устройствах. Глубина долговременного архива увеличена до длительности кампании активной зоны. Реализован современный человеко-машинный интерфейс, позволяющий управлять функциями пред­ставления информации с помощью оптического манипулятора типа «мышь».