核電廠儀表與控制

核電廠儀表與控制壓水堆核電廠操縱人員基礎(chǔ)理論培訓(xùn)系列教材核電廠儀表與控制系統(tǒng)概述自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)基本常識(shí)核電廠反應(yīng)堆功率檢測(cè)儀表核電廠過程參數(shù)檢測(cè)儀表核電廠反應(yīng)堆控制系統(tǒng)反應(yīng)堆冷卻機(jī)系統(tǒng)過程參數(shù)的控制二回路過程參數(shù)的控制汽輪機(jī)的控制和保護(hù)反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)簡(jiǎn)述核電廠控制室和信息系統(tǒng)一、核電廠儀表與控制系統(tǒng)概述1、核電廠儀表與控制系統(tǒng)的組成和功能①系統(tǒng)的組成：壓水堆核電廠主要由核反應(yīng)堆、一回路系統(tǒng)、二回路系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)組成。壓水堆核電廠主要的測(cè)量系統(tǒng)有：核儀表系統(tǒng)、堆芯中子注量率測(cè)量系統(tǒng)、反應(yīng)堆堆芯溫度測(cè)量系統(tǒng)、反應(yīng)堆堆芯水位測(cè)量系統(tǒng)、控制棒棒位測(cè)量系統(tǒng)、汽輪機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電廠輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及壓力測(cè)量系統(tǒng)、硼濃度的測(cè)量系統(tǒng)、機(jī)械位移、轉(zhuǎn)速和振動(dòng)的測(cè)量系統(tǒng)等。壓水堆核電廠主要的控制系統(tǒng)有：反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷卻劑平均溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、化學(xué)和容積控制系統(tǒng)、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、蒸汽旁路排放控制系統(tǒng)、穩(wěn)壓器壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、穩(wěn)壓器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)、給水流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)和除氧器調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。②系統(tǒng)的功能：監(jiān)視功能——操縱人員通過儀表顯示，可全面了解核電廠運(yùn)行狀況；控制功能——主要包括反應(yīng)堆控制系統(tǒng)、蒸汽旁路排放控制系統(tǒng)、穩(wěn)壓器壓力和液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)；保護(hù)功能——當(dāng)某些運(yùn)行參數(shù)超過安全整定值時(shí)，立即觸發(fā)反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)，停閉反應(yīng)堆。2、核電廠儀表與控制系統(tǒng)的工作特點(diǎn)①傳感器的工作環(huán)境惡劣：核電廠所用的傳感器，要考慮到中子和γ射線輻射對(duì)材料的影響和輻射發(fā)熱等問題。②設(shè)置有安全系統(tǒng)：為確保核電廠安全的運(yùn)行，在設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試等階段都有相應(yīng)的質(zhì)量保證措施，要求保護(hù)系統(tǒng)要有手動(dòng)觸發(fā)保護(hù)的功能，要遵守單一故障準(zhǔn)則、故障安全準(zhǔn)則，并具有可實(shí)驗(yàn)性和可維修性。③核測(cè)量?jī)x表的特殊性：1）核探測(cè)器輸出信號(hào)幅值低,現(xiàn)場(chǎng)干擾大,常需要采用一些特殊措施以提高信噪比。2）多數(shù)核探測(cè)器都有很高的內(nèi)阻,可以把它看成一個(gè)電流源。要求測(cè)量電路具有高的輸入阻抗。3）要測(cè)量的中子注量率范圍寬,用一種探測(cè)器和測(cè)量電路難于滿足要求,須采用多種探測(cè)器。4）信號(hào)電纜長(zhǎng),工作環(huán)境惡劣,要求具有耐高溫、抗輻照、抗干擾、低噪聲和高絕緣等特性。3、核電廠儀表與控制系統(tǒng)的安全分級(jí)①安全及設(shè)備：安全級(jí)（簡(jiǎn)稱1E級(jí)）的儀表及其供電設(shè)備，是完成反應(yīng)堆安全停堆、安全殼隔離、堆芯冷卻以及從安全殼核反應(yīng)堆排出熱量所必需的，或者是防止放射物質(zhì)向環(huán)境過量排放所必需的。②安全有關(guān)的設(shè)備：安全有關(guān)的設(shè)備（簡(jiǎn)稱SR),在實(shí)現(xiàn)或保持和電廠安全方面其補(bǔ)充、支持或間接地作用，因此有可能避免觸發(fā)安全及系統(tǒng)和設(shè)備，也可能避免或緩解假定始發(fā)事件的后果，或者改善安全及設(shè)備功能的效果。③非安全重要設(shè)備：非安全重要（簡(jiǎn)稱NS）儀表及其供電設(shè)備，在實(shí)現(xiàn)或保持電廠安全方面無(wú)明顯作用。二、自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)基本知識(shí)1、自動(dòng)控制系統(tǒng)①開環(huán)控制和閉環(huán)控制：開環(huán)控制系統(tǒng)——如果系統(tǒng)的輸出量與輸入量之間不存在反饋，則叫做開環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)——凡是系統(tǒng)輸出量對(duì)控制系統(tǒng)作用能有直接影響的系統(tǒng)，都叫做閉環(huán)控制系統(tǒng)。②閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成：1）測(cè)量元件——它的作用是把被控制的物理量檢測(cè)出來(lái)。2）整定元件——它的職能是給出代表整定值(期望值)即被控制量應(yīng)取的數(shù)值的信號(hào)。3）比較元件——它的作用是把測(cè)量元件給出的實(shí)測(cè)信號(hào)與整定元件給出的信號(hào)加以比

較，并輸出偏差信號(hào)。4）放大元件——由于比較元件給出的偏差信號(hào)較弱,不能直接推動(dòng)執(zhí)行元件,所以要利用放大元件把微弱的偏差信號(hào)進(jìn)行電壓放大和功率放大,輸出符合執(zhí)行元件工作要求的信號(hào)。5）執(zhí)行元件——它的作用是根據(jù)放大元件·輸出信號(hào)的大小和極性,相應(yīng)改變被控對(duì)象的輸入量,使它的輸出量趨近給定值。6）校正元件——控制系統(tǒng)組成以后,控制器的控制作用如果與被控對(duì)象不相適應(yīng),其控制質(zhì)量可能很差,甚至不能正常工作。因此,在實(shí)際系統(tǒng)中通?？傄艘恍┭b置用來(lái)改善系統(tǒng)的品質(zhì),這些引人的元件就叫做校正元件。7）能源元件——上述各種元件,大多數(shù)工作都需要能源。通常是用電能,要配各電源裝置。也有使用氣動(dòng)或液動(dòng)的控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)受到兩種輸人信號(hào)的作用,即有用信號(hào)(給定值)和干擾信號(hào)的作用。有用輸入信號(hào)決定系統(tǒng)被控制量的變化規(guī)律。擾動(dòng)輸入信號(hào)可以作用于系統(tǒng)的任何部位。擾動(dòng)唁號(hào)是使被控制量偏離其給定值的信號(hào),它是難以避免且有害的。通常所說(shuō)系統(tǒng)的輸人信號(hào)是指有用信號(hào)。一般閉環(huán)控制系統(tǒng)也叫反饋控制系統(tǒng),它的方框圖如圖所示。③自動(dòng)控制系統(tǒng)的類型：1）恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)——這類系統(tǒng)的任務(wù)是維持被控制量等于一個(gè)給定的常值。該類系統(tǒng)需要克服的是各種能使被控制量偏離給定值的擾動(dòng)?？刂频淖饔镁褪窃谟袛_動(dòng)輸人時(shí),盡快使被控制量恢復(fù)到等于給定值。2）隨動(dòng)系統(tǒng)——隨動(dòng)系統(tǒng)的給定值是一個(gè)不能預(yù)知的隨時(shí)間變化的量,系統(tǒng)的任務(wù)是保證被控制量以一定的精度跟隨輸人量的變化而變化。3）程序控制系統(tǒng)——這類系統(tǒng)的輸人量是一個(gè)已知的時(shí)間函數(shù)。系統(tǒng)的任務(wù)是使輸出量以一定的精度隨輸人量的變化而變化。4）過程控制系統(tǒng)——當(dāng)控制系統(tǒng)的輸出量是溫度、壓力、流量、液位或pH值等一些變量時(shí),則稱為過程控制系統(tǒng)。2、自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能特性①穩(wěn)定性：穩(wěn)定性是系統(tǒng)能夠工作的重要條件。系統(tǒng)在擾動(dòng)作用下，其輸出要偏離原平衡狀態(tài)，產(chǎn)生偏差。當(dāng)擾動(dòng)消除后，經(jīng)過一段時(shí)間，如果偏差能消除，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。否則就是不穩(wěn)定的。②階躍響應(yīng)的幾個(gè)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：1）最大動(dòng)態(tài)偏差和超調(diào)量2）調(diào)節(jié)時(shí)間（過渡過程時(shí)間）3）衰減比和衰減率③靜態(tài)誤差：系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)結(jié)束后，被控制參數(shù)達(dá)到的穩(wěn)定值與給定值之間的偏差，成為靜態(tài)誤差，也叫穩(wěn)態(tài)誤差。3、物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式，叫做系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。4、PID調(diào)節(jié)器①簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成簡(jiǎn)單控制系統(tǒng),是由一個(gè)測(cè)量元件及變送器、一個(gè)控制於(也稱調(diào)節(jié)器)、一個(gè)執(zhí)行器和一個(gè)被控對(duì)象組成,并且只對(duì)一個(gè)被控參數(shù)進(jìn)行控制的單閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。他是最基本的控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易與調(diào)整，便于操作和維修，所以，應(yīng)用廣泛。②PID調(diào)節(jié)器在過程控制系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)器采用的基本調(diào)節(jié)規(guī)律有比例(Proportioner)、積分（Integrator和微分(Differentiator)簡(jiǎn)稱PID調(diào)節(jié)器。在比例調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上,通過比例與積分和微分不同的組合,即可得到幾種不同的調(diào)節(jié)規(guī)律。③調(diào)節(jié)器的選擇要考慮被控過程特性、擾動(dòng)特點(diǎn)、負(fù)荷變化情況、生產(chǎn)工藝要求以及經(jīng)濟(jì)性、操作維修等因素,最終結(jié)果還要通過工程實(shí)踐檢驗(yàn)。選擇調(diào)節(jié)規(guī)律的基本原則有:1)比例調(diào)節(jié)比例調(diào)節(jié)只有一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù),整定簡(jiǎn)便,缺點(diǎn)是系統(tǒng)存在靜態(tài)誤差。對(duì)滯后時(shí)間小、外部干擾小、負(fù)荷變化不大、允許有靜差的系統(tǒng),可以選用比例調(diào)節(jié)。2)比例積分調(diào)節(jié)此種調(diào)節(jié)既能消除靜差,叉能加怏動(dòng)態(tài)響應(yīng),是使用最多的調(diào)節(jié)規(guī)律。常用于流量和壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和要求較高的液位控制系統(tǒng)。3)比例微分調(diào)節(jié)由于微分作用提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,這樣可以適當(dāng)提高比例放大系數(shù)Kp，加快調(diào)節(jié)過程,減小誤差。用于要求動(dòng)態(tài)偏差和穩(wěn)態(tài)誤差小的系統(tǒng)。在有高頻干擾的場(chǎng)合,不能使用微分調(diào)節(jié)。4)比例積分微分調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)綜合了上述各種調(diào)節(jié)規(guī)律的優(yōu)點(diǎn),對(duì)負(fù)荷變化大、滯后時(shí)間長(zhǎng)、控制品質(zhì)要求高的控制對(duì)象均能適用。但是,對(duì)于被控對(duì)象滯后時(shí)間很大、負(fù)荷變化劇烈、頻繁的被控過程,采用PID調(diào)節(jié)還達(dá)不到控制要求時(shí),則應(yīng)選擇復(fù)雜控制系統(tǒng)。5、復(fù)雜控制系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng)的種類有很多。下面僅就在壓水堆上可能用到的串級(jí)控制和前饋控制作個(gè)簡(jiǎn)要介紹。①串級(jí)控制系統(tǒng)1）能快速消弱進(jìn)入復(fù)回路干擾的影響。在設(shè)計(jì)串級(jí)控制系統(tǒng)是，應(yīng)設(shè)法讓主要干擾進(jìn)入點(diǎn)位于副回路之內(nèi)；2）能改善整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及消除進(jìn)入主、副回路干擾的影響。②前饋控制系統(tǒng)前饋控制的原理是，當(dāng)系統(tǒng)受到擾動(dòng)時(shí)，立即從擾動(dòng)作用取得信息，并以此通過控制器產(chǎn)生控制作用，以消除擾動(dòng)對(duì)被控制量的影響。這種控制作用成為前饋控制。6、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)①計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本組成有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、被控對(duì)象、檢測(cè)裝置和執(zhí)行器。②直接數(shù)字控制系統(tǒng)直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DirectDigitalControl），簡(jiǎn)稱DDC系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制（DDC）的優(yōu)點(diǎn)是,易于實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制規(guī)律及特殊的控制算法,編程靈活。當(dāng)控制要求發(fā)生變化時(shí),可通過修改程序適應(yīng)變化情況,而不需過多改動(dòng)硬件結(jié)構(gòu)。DDC系統(tǒng)除了具有上述優(yōu)點(diǎn)以外、它的特點(diǎn)是,因?yàn)樗捎眉袡z測(cè),集中控制的方式。使控制系統(tǒng)發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)也被高度集中。即使是系統(tǒng)某個(gè)局部發(fā)生故障,也可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)功能失效。③集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)又稱分布式控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem，DCS),該系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),采用分布式結(jié)構(gòu),將控制功能分散,而把操作管理和顯示功能集中。三、核電廠反應(yīng)堆功率檢測(cè)儀表1、核功率測(cè)量原理①核功率測(cè)量的特點(diǎn)是量程寬、響應(yīng)快。通過中子注量率的測(cè)量可以方便地獲取反應(yīng)堆功率、功率的變化率和功率分布的信息。有利于操縱人員監(jiān)視反應(yīng)堆的瞬變狀態(tài)和越線快速報(bào)警，還可以迅速地為功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)提供必要的信息。②核功率與熱功率反應(yīng)堆的熱功率，就是由反應(yīng)堆燃料提供給冷卻劑的總功率?？捎孟率奖硎荆?、氣體探測(cè)器①氣體探測(cè)器的工作原理氣體探測(cè)器是一個(gè)圓柱形內(nèi)部充氣的密閉容器,容器內(nèi)有兩個(gè)相互絕緣的電極,金屬圓筒是陰極,圓筒中心的金屬絲是陽(yáng)極,兩極之間加有直流高壓。當(dāng)帶電粒子,如α粒子在穿過容器內(nèi)的氣體時(shí),可以使其電離產(chǎn)生自由電子和正離子即離子對(duì)。離子對(duì)在極間電場(chǎng)的作用下輸出電信號(hào),可以被測(cè)量。信號(hào)大小能反映粒子能量的強(qiáng)弱。②涂硼電離室圓柱形涂硼電力室由高壓電極、收集電極、絕緣體、外殼和保護(hù)環(huán)等組成。他是一個(gè)密封的筒形容器，容器內(nèi)沖有以氮?dú)鉃橹鞯幕旌蠚怏w（1%氦+6%氮+93%氬），電極表面涂有硼（10B）。工作時(shí)兩極之間加有直流電壓。主要性能指標(biāo)：1）熱中子靈敏度2）γ靈敏度3）坪斜（在中子注量率一定時(shí)，電離室的輸出電流隨外加電壓的增大有小的變化，這個(gè)電流緩慢變化的電壓區(qū)域稱為飽和區(qū)，也稱坪。）③γ補(bǔ)償電離室（結(jié)構(gòu)圖見下頁(yè)）④正比計(jì)數(shù)管⑤微型裂變室微型裂變室也成裂變電離室。它由兩個(gè)同軸密封原金屬筒包殼和一個(gè)中心電極組成。壓水堆上，用于堆芯中子注量率測(cè)量的微型裂變室廠為66mm，外徑為4.7mm，靈敏體長(zhǎng)度為27mm。它和導(dǎo)電兩用的同軸電纜相連接。3、自給能種子探測(cè)器經(jīng)中子注量率輻照t時(shí)間后，探測(cè)器的輸出是：4、堆芯外核功率測(cè)量系統(tǒng)①各量程的測(cè)量范圍及探測(cè)器的分布②堆芯外核功率測(cè)量系統(tǒng)的功能和組成其功能是：1）向操作人員提供反應(yīng)堆裝料、停堆、啟動(dòng)和功率運(yùn)行等各種工況下的反應(yīng)堆功率、功率變化率和功率分布的信息；2）給棒控制系統(tǒng)提供功率信號(hào)和封鎖信號(hào)；3）向保護(hù)系統(tǒng)提供功率信號(hào)和閉鎖信號(hào)；4）給松動(dòng)部件和振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供種子噪聲信號(hào)。②核功率測(cè)量系統(tǒng)的組成該系統(tǒng)由探測(cè)器、儀表柜和顯示記錄設(shè)備等組成。5、堆芯中子注量率測(cè)量系統(tǒng)①系統(tǒng)的功能(1)啟在堆試驗(yàn)期間的功能1)檢查壽期初堆芯功率分布是否與設(shè)計(jì)期望的功率分布相符;2)檢查用于事故工況設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)因子是否是保守的;3)探測(cè)反應(yīng)堆在裝料中可能出現(xiàn)的差錯(cuò);4)校準(zhǔn)堆芯外核測(cè)量?jī)x表測(cè)量通道。(2)正在常運(yùn)行期間的功能1)檢查與燃耗對(duì)應(yīng)的功率分布是否與設(shè)計(jì)

所期望的功率分布相符;2)監(jiān)測(cè)各燃料組件的燃耗;3)探測(cè)堆芯是否偏離正常運(yùn)行;4)校準(zhǔn)堆芯外核測(cè)量?jī)x表。②系統(tǒng)的組成⑤系統(tǒng)的工作方式1）順序校準(zhǔn)方式因?yàn)槲鍌€(gè)裂變式的熱中子靈敏度不可能完全一樣，所以，每次進(jìn)行堆芯中子注量率分布測(cè)量，必須對(duì)他們的靈敏度進(jìn)行相互校核。2）組同步運(yùn)行方式在這種方式下，只要按下啟動(dòng)按鈕，五個(gè)探測(cè)器同時(shí)啟動(dòng)，分別插入各組10個(gè)通道中的1個(gè)通道進(jìn)行測(cè)量。依次完成50個(gè)通道的測(cè)量工作。3）組順序同步運(yùn)行方式同步工作方式是間斷的，需反復(fù)10次操作才能完成全部測(cè)量工作。4）救援方式當(dāng)某一組測(cè)量系統(tǒng)故障時(shí)，可以用另一規(guī)定的組作為其后備測(cè)量組。四、核電廠過程參數(shù)檢測(cè)儀表1、核電廠過程參數(shù)測(cè)量的基本要求①參數(shù)測(cè)量的基本概念對(duì)某一參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，首先根據(jù)該參數(shù)的物理屬性，確定一個(gè)測(cè)量單位，然后用相應(yīng)的儀表測(cè)出被測(cè)參數(shù)相對(duì)測(cè)量單位的比值。1）測(cè)量?jī)x表敏感元件的基本要求：1)敏感元件應(yīng)該不影響工藝系統(tǒng)的運(yùn)行工況和被測(cè)介質(zhì)的狀態(tài);2)敏感元件只對(duì)被測(cè)物理量敏感,而對(duì)其他非被測(cè)的物理及干擾信號(hào)不敏感;3)敏感元件的輸出與被測(cè)物理量的數(shù)值具有單值函數(shù)關(guān)系;4)敏感元件的測(cè)量范圍應(yīng)能覆蓋被測(cè)物理量的變化范圍;5)在測(cè)量范圍內(nèi),敏感元件應(yīng)有較高的靈敏度;6)敏感元件應(yīng)能承受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件的影響,而不喪失其測(cè)量功能;7)敏感元件如果直接安裝在工藝系統(tǒng)的設(shè)各上,安裝的方式不得破壞工藝系統(tǒng)的完整性。變換元件的功能應(yīng)包括：l)對(duì)不同物理性質(zhì)的信號(hào)進(jìn)行變換,例如,大多數(shù)把非電量信號(hào)變換成電量信號(hào);2)對(duì)信號(hào)的數(shù)值進(jìn)行變換,即按一定規(guī)律對(duì)敏感元件所輸出的信號(hào)在數(shù)值上進(jìn)行變換，而不改變信號(hào)的物理屬性;3)既實(shí)現(xiàn)不同物理性質(zhì)信號(hào)的變換,又同時(shí)進(jìn)行數(shù)值變換。傳送單元是把現(xiàn)場(chǎng)的變換元件輸出的信號(hào)遠(yuǎn)距離傳送到使用被測(cè)信號(hào)的地方。要根據(jù)被傳送信號(hào)的來(lái)確定所用的傳送原件。2）測(cè)量誤差隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差是指在相同條件下對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí),由于隨機(jī)不確定因素的影響而使測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)沒有規(guī)律且無(wú)法估計(jì)的誤差；系統(tǒng)誤差是指在相同條件下對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)出現(xiàn)的恒定的或按一定規(guī)律變化的誤差。絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差3）儀表的精度及測(cè)量的不確定性儀表的精度確定了它在整個(gè)測(cè)量4)測(cè)量?jī)x表的基本性能要求②核電廠過程參數(shù)儀表的功能和特點(diǎn)1）核電廠過程參數(shù)儀表的功能：信息功能、控制功能、保護(hù)功能2）核電廠過程參數(shù)儀表的特點(diǎn)儀表的安全分級(jí)、儀表的量程、儀表的精度、儀表的響應(yīng)時(shí)間、儀表的可靠性、1E級(jí)儀表的耐環(huán)境能力（K1\K2\K3）2、溫度測(cè)量?jī)x表①溫標(biāo)和溫度測(cè)量方法1）溫標(biāo)：攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)2）溫度測(cè)量方法：測(cè)量物體的溫度是基于物體的某些物理特性隨溫度變化的性質(zhì)來(lái)測(cè)量。②溫度測(cè)量?jī)x表1）熱電偶2）熱電阻③壓力測(cè)量?jī)x表1）壓力儀表種類按壓力表測(cè)量壓力范圍分布：測(cè)量絕對(duì)壓力的壓力表、測(cè)量表壓力的壓力表、測(cè)量真空度的真空壓力表、測(cè)量?jī)蓚€(gè)壓力差的差壓表。按壓力表的壓力測(cè)量原理分類：彈性元件壓力表、液柱式壓力表、活塞式壓力表、電器壓力表。2）壓力變送器1）電感式壓力（壓差）變送器2）電容式壓力（壓差）變送器4、流量測(cè)量?jī)x表①流量測(cè)量?jī)x表種類差壓式流量計(jì)、流速式流量計(jì)、容積式流量計(jì)②節(jié)流裝置流量計(jì)1）類型孔板、噴嘴、文丘利管2）節(jié)流裝置流量計(jì)的基本組成節(jié)流件、測(cè)量管道、取壓部件及取壓方式、差壓變送器及平衡閥3）節(jié)流裝置的選擇原則：從測(cè)量精度考慮、從對(duì)差壓變送器的靈敏度要求考慮、要滿足允許的壓力損失、要易安裝。③彎管流量計(jì)彎管流量計(jì)是一種差壓式流量計(jì)。穩(wěn)定流動(dòng)的流體通過彎管時(shí)，由于離心力的作用在彎道管內(nèi)、外側(cè)壁上產(chǎn)生壓力差。④轉(zhuǎn)子流量計(jì)（浮子流量計(jì)）轉(zhuǎn)子流量計(jì)在測(cè)量氣體或液體的流量測(cè)量中得到廣泛的應(yīng)用。⑤渦輪流量計(jì)由渦輪流量變送器、前置放大器和信息處理及顯示儀表組成。⑥電磁流量計(jì)⑦超聲波流量計(jì)5、液位測(cè)量?jī)x表①差壓式液位計(jì)②浮子式液位計(jì)③電阻式液位計(jì)④電感式液位計(jì)6、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)儀表①振動(dòng)測(cè)量?jī)x表②位移測(cè)量?jī)x表③轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x表7、火災(zāi)探測(cè)儀表①火災(zāi)探測(cè)器1）離子感煙探測(cè)器2）光電感煙探測(cè)器3）感溫探測(cè)器4）電纜發(fā)熱線式探測(cè)系統(tǒng)5）熱-氣動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)6）手動(dòng)報(bào)警開關(guān)②火災(zāi)報(bào)警控制器1）區(qū)域報(bào)警控制器2）集中報(bào)警控制器8、硼酸濃度測(cè)量?jī)x表工作原理及結(jié)構(gòu)圖(見下頁(yè)）五、核電廠反應(yīng)堆控制系統(tǒng)1、壓水堆反應(yīng)性系數(shù)和自穩(wěn)特性①壓水堆的溫度系數(shù)1）慢化劑反應(yīng)性溫度系數(shù)2）燃料反應(yīng)性溫度系數(shù)3）毒物對(duì)反應(yīng)性的影響2、壓水堆核電廠穩(wěn)定運(yùn)行方案選擇方案的要求（原則）1）一回路冷卻劑平均溫度Tav變化不能太大；2）蒸汽發(fā)生器出口蒸汽溫度Ts不能過低；3）反應(yīng)堆功率變化的速度必須滿足在一定范圍內(nèi)跟蹤負(fù)荷變化的要求；4）避免跟蹤電網(wǎng)負(fù)荷變化時(shí)，控制棒足以東國(guó)大，造成反應(yīng)堆功率分布畸變。3、壓水堆核電廠負(fù)荷運(yùn)行方式主要分為兩種，即帶基本負(fù)荷運(yùn)行方式和負(fù)荷跟蹤運(yùn)行方式。①基本符合運(yùn)行，即以最大功率連續(xù)安全地運(yùn)行。②符合跟蹤運(yùn)行方式要求電站機(jī)組的輸出與電網(wǎng)需求相適應(yīng)。這是一種“堆跟機(jī)”的運(yùn)行方式，在大亞灣核電廠被稱為G模式。4、控制棒組件及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)六、反應(yīng)堆冷卻機(jī)系統(tǒng)過程參數(shù)的控制1、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)過程參數(shù)的測(cè)量①一次冷卻劑溫度檢測(cè)1）冷卻機(jī)會(huì)爐溫度監(jiān)測(cè)電阻溫度探測(cè)器安裝在該旁通回路的歧管中，便于維修和更換，同時(shí)也能滿足測(cè)量響應(yīng)時(shí)間的要求。2）堆芯溫度的測(cè)量功能：給出堆芯溫度分布圖；探測(cè)并驗(yàn)證堆內(nèi)徑向功率分布不平衡程度；判斷是否有控制棒脫離所在幫組；共操縱員觀察事故時(shí)和事故后堆芯溫度和過冷度的變化趨勢(shì)。3）穩(wěn)壓器系統(tǒng)溫度檢測(cè)穩(wěn)壓器上的溫度測(cè)量、波動(dòng)管線上的溫度測(cè)量、噴淋管線的溫度測(cè)量、安全閥的溫度測(cè)量、卸壓閥的溫度測(cè)量、穩(wěn)壓器卸壓箱上的溫度測(cè)量②一次冷卻劑壓力監(jiān)測(cè)1）穩(wěn)壓器壓力監(jiān)測(cè)2）反應(yīng)堆回路和穩(wěn)壓器卸壓箱壓力監(jiān)測(cè)③一次冷卻劑流量監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆冷卻劑的流量信號(hào)是保護(hù)參數(shù)之一。④穩(wěn)壓器水位和堆芯液位監(jiān)測(cè)堆芯液位測(cè)量屬于事故后監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（PAM）2、穩(wěn)壓器壓力和水位控制①壓力控制系統(tǒng)工作原理②穩(wěn)壓器水位控制系統(tǒng)原理圖③穩(wěn)壓器水位測(cè)量原理圖七、二回路過程參數(shù)的控制二回路的主要控制系統(tǒng)包括：1）蒸汽發(fā)生器水位及給水泵泵速控制系統(tǒng)2）蒸汽旁排控制系統(tǒng)3）汽水分離再加熱控制系統(tǒng)4）冷凝器水位控制系統(tǒng)5）凝結(jié)水再循環(huán)流量控制系統(tǒng)6）除氧器水位和壓力控制系統(tǒng)7）加熱器的水位控制系統(tǒng)①蒸汽發(fā)生器水位控制系統(tǒng)的基本組成及工作原理1）測(cè)量?jī)x表2）水位控制系統(tǒng)的執(zhí)行器3）水位控制系統(tǒng)的控制器2、蒸汽旁排控制系統(tǒng)①蒸汽排放系統(tǒng)的功能蒸汽旁排系統(tǒng)的原理圖八、汽輪機(jī)的控制和保護(hù)1、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)①汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能1）效率控制2）頻率控制3）壓力控制4）應(yīng)力控制5）超速限制和超加速限制6）負(fù)荷速降7）蒸汽流量限制②汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成1）調(diào)節(jié)器2）操作員終端3）轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置4）汽輪機(jī)進(jìn)氣閥（下頁(yè)見結(jié)構(gòu)與原理圖）③汽輪機(jī)調(diào)節(jié)器的下位機(jī)④汽輪機(jī)調(diào)節(jié)器的上位機(jī)⑤汽輪機(jī)的功率控制及運(yùn)行管理1）升負(fù)荷（汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速提升）2）功率（負(fù)荷）自動(dòng)控制3）負(fù)荷手動(dòng)控制4）汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力控制5）頻率控制6）應(yīng)力控制7）轉(zhuǎn)速及負(fù)荷變化的限制8）汽輪機(jī)運(yùn)行方式9）自動(dòng)同步并網(wǎng)并帶最小負(fù)荷10）閥門管理11）超速試驗(yàn)2、汽輪機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置主要監(jiān)測(cè)下列幾種類型的信號(hào)：1）轉(zhuǎn)子偏心度信號(hào)2）轉(zhuǎn)自振動(dòng)信號(hào)3）軸向位移信號(hào)4）汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)5）汽輪機(jī)脹差信號(hào)6）軸承振動(dòng)信號(hào)7）閥門位置信號(hào)8）絕對(duì)膨脹量信號(hào)9）汽輪發(fā)電機(jī)組功率信號(hào)10）閥門振動(dòng)信號(hào)3、汽輪機(jī)保護(hù)和停機(jī)系統(tǒng)主要用于當(dāng)汽輪機(jī)或發(fā)電機(jī)發(fā)生預(yù)定故障時(shí)，使汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)停運(yùn)。九、反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)1、反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的功能2、保護(hù)系統(tǒng)的范圍①保護(hù)系統(tǒng)的組成：1)保護(hù)參數(shù)的探測(cè)器2）檢測(cè)儀表3）安全邏輯裝置4）為保護(hù)動(dòng)作提供輸出到驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置5）手動(dòng)觸發(fā)停堆的信息顯示器6）隔離裝置7）旁通控制及顯示裝置8）手動(dòng)觸發(fā)停堆單元9）安全閉鎖裝置10）裝有保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的控制盤、機(jī)箱、機(jī)柜11）電纜及電纜管道12|電器及儀表電纜的安全殼電氣貫穿件②保護(hù)系統(tǒng)的借口1）保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的敏感元件與被保護(hù)的電廠工藝系統(tǒng)的接口2）安全驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器與安全驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的接口3）位于保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的功能隔離裝置與運(yùn)行人員的信息顯示器的接口4）保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的功能隔離裝置與控制系統(tǒng)的接口3、保護(hù)系統(tǒng)的可靠性要求及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則①保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1）保護(hù)系統(tǒng)的功能和性能要求2）自動(dòng)觸發(fā)3）單一故障準(zhǔn)則4）冗余、符合邏輯5）多樣性6）獨(dú)立性7）誤動(dòng)率低8）“故障安全”設(shè)計(jì)9）設(shè)備質(zhì)量鑒定10）運(yùn)行旁通控制11）接近保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的控制12）對(duì)指示假設(shè)始發(fā)時(shí)間的變量的監(jiān)測(cè)13）在役檢驗(yàn)14）保護(hù)動(dòng)作中操作員的介入15）維護(hù)、修理和校準(zhǔn)16）標(biāo)識(shí)4、保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)及步驟①安全分析必須進(jìn)行安全分析，已確定保護(hù)系統(tǒng)的功能要求。主要步驟：1）確定可能發(fā)生的事故2）檢查后果3）規(guī)定事故情況下反應(yīng)堆特性的安全界限4）選擇用于處罰保護(hù)動(dòng)作的電廠變量和敏感元件5）確定保護(hù)動(dòng)作的類型和保護(hù)系統(tǒng)必須具有的性能特性。②確定保護(hù)動(dòng)作③確定保護(hù)參數(shù)1）反應(yīng)性保護(hù)2）堆芯保護(hù)3）壓水堆堆芯偏離泡核沸騰的保護(hù)4）一回路冷卻劑邊界完整性保護(hù)5）汽輪機(jī)截止閥關(guān)閉或蒸汽管道破裂6）安全殼屏障的保護(hù)盒限制事故發(fā)展7）外電網(wǎng)失電保護(hù)④保護(hù)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間⑤環(huán)境條件⑥確定系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及性能要求5、停堆斷路器①停堆斷路器的功能及質(zhì)量要求核電廠中多數(shù)采用接觸器來(lái)做斷路器，按1E級(jí)的要求對(duì)它進(jìn)行質(zhì)量鑒定，質(zhì)量合格的方可用在反應(yīng)堆的保護(hù)系統(tǒng)中。6、反應(yīng)堆保護(hù)廳對(duì)功能1）手動(dòng)保護(hù)停堆2）中子注量率高保護(hù)停堆3）中子注量率正、負(fù)變化率值超過5%FP/2s處罰保護(hù)停堆4）一次冷卻劑流量低觸發(fā)保護(hù)停堆5）超溫△T超過整定值觸發(fā)停堆6）超功率△T超過整定值觸發(fā)停堆7）穩(wěn)壓器壓力超過限值觸發(fā)停堆8）穩(wěn)壓器水位高過限值保護(hù)停堆9）蒸汽發(fā)生器（SG）水位超過限值保護(hù)停堆10）汽輪機(jī)跳閘觸發(fā)停堆12）專設(shè)安全設(shè)施動(dòng)作觸發(fā)停堆7、專設(shè)安全設(shè)施的觸發(fā)與啟動(dòng)①專設(shè)安全設(shè)施的啟動(dòng)1）安全注入系統(tǒng)的功能：2）安全殼噴淋系統(tǒng)和安全殼隔離安全殼噴淋系統(tǒng)的功能：通過噴淋冷凝蒸汽，使安全殼內(nèi)壓力和溫度降低到可接受的水平，確保安全殼的完整性。安全殼隔離