核島1培訓(xùn)rpr系統(tǒng)

1、RPR系統(tǒng)培訓(xùn)教材 2022/9/271 部門：運(yùn)行處三值編寫：張曉榮系統(tǒng)功能 反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)（RPR）是廣義的反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的一部分，它包括那些為了保護(hù)反應(yīng)堆，根據(jù)電站參數(shù)變化而操作緊急停堆斷路器和專設(shè)安全設(shè)施執(zhí)行機(jī)構(gòu)的全部電氣設(shè)備，反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的功能 是：自動(dòng)觸發(fā)有關(guān)的系統(tǒng)（需要時(shí)包括停堆系統(tǒng)）動(dòng)作，以保證發(fā)生預(yù)計(jì)運(yùn)行事件時(shí)，核電廠的重要參數(shù)不超過(guò)規(guī)定的限值。能檢測(cè)事故工況并觸發(fā)為減輕這些事故工況后果所需的系統(tǒng)動(dòng)作；能抑制控制系統(tǒng)的不安全動(dòng)作。 保護(hù)系統(tǒng)的安全作用是：在控制系統(tǒng)失效而導(dǎo)致產(chǎn)生錯(cuò)誤指令時(shí)；在異常的事件情況下，包括故障和事故狀態(tài)。 保護(hù)三大核安全屏障（即燃料包殼、一回路壓力邊

2、界和安全殼）的完整性，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)達(dá)到危及三大屏障完整性的閾值時(shí)，緊急停閉反應(yīng)堆和啟動(dòng)專設(shè)安全設(shè)施。2022/9/272系統(tǒng)功能 2022/9/273嶺澳二期RPR系統(tǒng)使用了TXS新技術(shù)后，其實(shí)現(xiàn)方式與大亞灣和嶺澳一期相比存在根本不同。嶺澳二期RPR反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)涉及范圍要比嶺澳一期和大亞灣廣，所有分類為安全級(jí)（1E級(jí)）的功能都在反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的范疇內(nèi)，包括堆芯溫度測(cè)量（RIC）、RPN、GCTa等系統(tǒng)和所有的1E級(jí)相關(guān)的數(shù)據(jù)采集和計(jì)算。同時(shí)由于采用DCS技術(shù)后，RPR的定期試驗(yàn)相比與大亞灣和嶺澳一期有了很大的變化。RPR在硬件上是通過(guò)TXS的RPS部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的，主要包括反應(yīng)堆緊急停堆系統(tǒng)(RT

3、S -Reactor Trip System)和專設(shè)安全設(shè)施驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(ESFAS - Engineered Safety Features Actuation System)兩部分，每個(gè)系統(tǒng)都是由儀表系統(tǒng)和邏輯系統(tǒng)組成。它包括了用于保護(hù)參數(shù)測(cè)量的測(cè)量電路、信號(hào)調(diào)整、保護(hù)邏輯驅(qū)動(dòng)控制接口單元以及輔助電源供給單元。保護(hù)系統(tǒng)是基于TXS 過(guò)程控制系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以被分為過(guò)程變量參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的輸入、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)、邏輯運(yùn)算和表決系統(tǒng)、服務(wù)器單元（SU）、數(shù)據(jù)傳送單元（TU）、通訊網(wǎng)關(guān)等部分 。在嶺澳二期，數(shù)據(jù)的預(yù)處理在PIPS中進(jìn)行，數(shù)據(jù)的采集和計(jì)算在Group14的APU1/2

4、/3/4里執(zhí)行，RPR的邏輯處理在ALUx1（A/B）、ALUy1（A/B）、ALUx2（A/B）、ALUy2（A/B）、ALUz（A/B）共十個(gè)計(jì)算機(jī)里執(zhí)行，數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)TU、GW執(zhí)行，每個(gè)計(jì)算機(jī)之間是相對(duì)獨(dú)立。反應(yīng)堆跳堆、專設(shè)安全系統(tǒng)、支持系統(tǒng)等功能的邏輯處理分別被分配在不同的子系統(tǒng)進(jìn)行處理。系統(tǒng)功能 嶺澳二期RPR總體結(jié)構(gòu)圖：2022/9/274系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：冗余性和單一故障準(zhǔn)則：在保護(hù)通道中用到的傳感器有兩重冗余、三重冗余和四重冗余，當(dāng)其中任何一個(gè)故障均不會(huì)引起保護(hù)功能喪失；專設(shè)安全設(shè)施為雙重冗余，即A,B列，每一列均能100完成保護(hù)功能；停堆斷路器為8個(gè)（4對(duì)），只有當(dāng)滿足4取2

5、邏輯后，才能切斷控制棒的控制電源；獨(dú)立性：為了使一個(gè)保護(hù)通道的故障不會(huì)影響其它通道，保護(hù)通道分為四組；為了避免一列專設(shè)安全設(shè)施故障不會(huì)影響到該保護(hù)的功能，專設(shè)安全設(shè)施分為兩列；為了滿足獨(dú)立性的原則，各組和每列均被放置在不同的房間，由不同系列的電源供電。如四組電源分別由LNA，LNB，LNC和LND供電，A列電源由LNG和LNE供電，B列電源由LNP和LNH供電；防止共模故障和多樣性：在TXS中采集信號(hào)并觸發(fā)停堆信號(hào)，斷開4對(duì)停堆斷路器和切斷控制棒線圈電源；在ATWT信號(hào)在TXP中進(jìn)行處理計(jì)算然后直接切斷控制棒線圈電源可試驗(yàn)性：為了保證保護(hù)通道的可用性，將整個(gè)保護(hù)通道的定期試驗(yàn)分為三部分儀表通道

6、試驗(yàn)（T1）、過(guò)程通道試驗(yàn)（T2）和執(zhí)行器控制通道試驗(yàn)（T3）。其中T3試驗(yàn)包括維修人員定期試驗(yàn)T3.1和運(yùn)行人員定期試驗(yàn)T3.2部分；可靠性：對(duì)于RT功能需求的故障，如果考慮到多樣性：10-7；對(duì)于保護(hù)功能需求的故障，如果考慮到冗余：10-5；2022/9/275功能描述反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)是從獲取保護(hù)物理參數(shù)的傳感器（如流量、溫度、中子通量密度以及主泵轉(zhuǎn)速等）開始，經(jīng)邏輯處理，直至保護(hù)執(zhí)行器為止的一整套設(shè)備。為了保證系統(tǒng)的可靠性和安全性，RPR設(shè)置了四個(gè)保護(hù)組，分布在不同的房間內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)物理隔離。下層分為兩列(Train A 和Train B)，每列均為四重冗余結(jié)構(gòu)，每列或每組又被獨(dú)立分隔為兩個(gè)

7、子系統(tǒng)。TXS系統(tǒng)內(nèi)部安全控制信號(hào)的傳輸采用速率為1.5Mbps 的1E 級(jí)SINEC L2-FO 光纖總線通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)，以保證電氣以及功能的隔離和信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?。RPS 系統(tǒng)與TXP系統(tǒng)和控制室的信號(hào)傳輸功能由TXS的傳送單元(Transfer unit)及網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)來(lái)完成。 2022/9/276功能描述 根據(jù)嶺澳二期采用數(shù)字化DCS的技術(shù)，RPR的整體結(jié)構(gòu)分為兩部分，每部分的組件介紹如下：第一部分、儀表和模擬量處理部分：保護(hù)裝置預(yù)處理系統(tǒng)PIPS（Protection Instrumentation Preprocessing System） 數(shù)據(jù)采集和處理單元APU（Acquisition

8、 and Processing Unit） 第二部分、邏輯部分和執(zhí)行機(jī)構(gòu)：邏輯運(yùn)算單元ALU（Actuator Logic Unit） 優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)PACS（Priority Actuator Control system） 2022/9/277技術(shù)不同點(diǎn)技術(shù)不同點(diǎn)描述嶺澳二期RPR系統(tǒng)采用八個(gè)停堆斷路器的設(shè)計(jì)方案；嶺澳二期RPR停堆信號(hào)除送往停堆開關(guān)外，還送往RGL的RDU單元，用于切斷停堆開關(guān)的控制電源。嶺澳二期ATWT信號(hào)，在TXP的機(jī)柜中進(jìn)行邏輯處理，信號(hào)只送往RGL的RDU單元，由于切斷停堆開關(guān)的控制電源。2022/9/278技術(shù)不同點(diǎn) 改進(jìn)的原因和目的嶺澳一期RPR系統(tǒng)采用四個(gè)停堆

9、斷路器的設(shè)計(jì)方案， A、B系列的停堆斷路器分別由RPR停堆系統(tǒng)的A、B系列的停堆信號(hào)控制，任一系列的停堆斷路器脫扣都會(huì)觸發(fā)反應(yīng)堆停堆。嶺澳一期的這種設(shè)置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但存在誤停堆概率相對(duì)較高的問(wèn)題。嶺澳二期RPR系統(tǒng)采用八個(gè)停堆斷路器的設(shè)計(jì)方案，這些停堆斷路器的連接如圖1所示。RPR系統(tǒng)的停堆信號(hào)仍保持兩個(gè)系列，每個(gè)系列給出兩路信號(hào)，每路信號(hào)控制兩個(gè)停堆斷路器：斷路器AX、AX（AX和AX為一組，以此類推）、AY、AY由RPR停堆系統(tǒng)A列的停堆信號(hào)控制，斷路器BX、BX、BY、BY由RPR停堆系統(tǒng)B系列的停堆信號(hào)控制，八個(gè)停堆斷路器的觸點(diǎn)組成四取二邏輯，單個(gè)停堆斷路器的脫扣不會(huì)觸發(fā)反應(yīng)堆停堆，只

10、有滿足四取二關(guān)系的情況下才會(huì)觸發(fā)反應(yīng)堆停堆。八個(gè)斷路器沒(méi)有主斷路器和旁通斷路器之分，正常運(yùn)行時(shí)，八個(gè)斷路器均處于閉合狀態(tài)。這種設(shè)計(jì)大大降低了誤停堆的幾率。2022/9/279技術(shù)不同點(diǎn)由于采用8個(gè)停堆開關(guān)的設(shè)計(jì)，減少了誤停堆的概率，但也增加了停堆開關(guān)拒動(dòng)的可能性，因此，需要對(duì)停堆信號(hào)進(jìn)行改進(jìn)，以避免停堆開關(guān)拒動(dòng)。對(duì)于RPR停堆信號(hào)：在嶺澳一期時(shí)RPR停堆信號(hào)只送往到停堆斷路器；而在嶺澳二期該信號(hào)在送往停堆斷路器的同時(shí)，還送往RDU上，A列送2路，B列送2路。然后通過(guò)4取2邏輯去切斷控制棒線圈的控制電源；如下圖所示（A列為黃色，B列為藍(lán)色線）2022/9/2710嶺澳二期RPR停堆斷路器連接圖技術(shù)不同點(diǎn)為了保證停堆多樣性的考慮，嶺澳二期將ATWT的控制邏輯在TXP中的A列機(jī)柜中實(shí)現(xiàn)，屬于SR級(jí)設(shè)備。在嶺澳二期ATWT的信號(hào)采集中，在TXP中的三個(gè)FUM卡件采集來(lái)自PIPS第組機(jī)柜ARE三個(gè)流量信號(hào)。同時(shí)為了防止第組機(jī)柜電源失去后，導(dǎo)致產(chǎn)生ATWT的誤停堆信號(hào)。PIPS機(jī)柜的電源也同時(shí)被兩個(gè)FUM卡件采集，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)或門用于證實(shí)ATWT命令的有效性。兩個(gè)獨(dú)立冗余的中間量程模擬信號(hào)被兩個(gè)FUM卡件所采集，同時(shí)每一個(gè)模擬信號(hào)帶有7個(gè)開關(guān)量信號(hào)。三個(gè)表示量程、一個(gè)表示測(cè)量值故障、一個(gè)表示是否處于試驗(yàn)狀態(tài)、一個(gè)表示信號(hào)的有效性和一