Стартовая >> Архив >> Генерация >> Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок АЭС

Режимы работы блоков АЭС - Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок АЭС

Оглавление
Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок АЭС
Автоматизированные системы управления АЭС
Функции и подсистемы АСУ ТП
Режимы работы блоков АЭС
Режимы работы блоков при выдаче электроэнергии в сеть
Управляемые и управляющие величины энергоблока
Характеристики автоматизированных систем управления
Методы исследования динамики ядерных энергетических установок
Системы управления и защиты энергетических реакторов
Надежность СУЗ
Контроль нейтронного потока в реакторе
Управление мощностью ядерного энергетического реактора
Электромеханические приводы исполнительных органов реактора
Автоматические системы регулирования мощности реактора
Дублирование и резервирование систем управления мощностью
Электронные устройства управления мощностью
Устройства управления реактором
Требования к аварийной защите реактора
Надежность систем аварийной защиты реактора
Организация защит в различных режимах
Аппаратура системы защиты реактора
Устройства, обеспечивающие разгрузку реактора при отказах
Автоматическое регулирование агрегатов АЭС
Регулирование уровня в корпусах реакторов, барабанах-сепараторах и парогенераторах барабанного типа
Регулирование прямоточных парогенераторов
Регулирование частоты вращения турбогенераторов
Регулирование давления пара с помощью редукционных установок
Регулирование параметров установок питательного тракта
Регулирование параметров компенсаторов объема реакторов ВВЭР
Автоматическое регулирование энергоблоков
Регулирование энергоблоков с водо-водяными реакторами ВВЭР
Регулирование энергоблоков с корпусными реакторами, охлаждаемыми кипящей водой
Регулирование энергоблоков с реакторами канального типа, охлаждаемыми кипящей водой
Регулирование энергоблоков с реакторами на быстрых нейтронах
Регулирование энергоблоков с газографитовыми реакторами
Обеспечение безопасности и надежности АЭС
Общие требования к технологическим защитам
Технологические защиты теплоэнергетического оборудования энергоблока
Системы локализации аварий
Характеристика схем управления технологическим оборудованием АЭС
Командные аппараты вторичной коммутации
Электрические схемы управления двигателями механизмов собственных нужд
Электрические схемы управления запорными органами
Функционально-групповое управление
Управляющие вычислительные машины в АСУ ТП АЭС
Функции управляющих вычислительных комплексов в АСУ ТП
Представление информации в УВК
Технические средства управляющих вычислительных комплексов
Общее программное обеспечение УВМ
Технологическое программное обеспечение
Структура вычислительных комплексов
Электрооборудование систем контроля и управления ЯЭУ
Организация электрического питания
Электроснабжение СУЗ
Устройства и агрегаты электроснабжения собственных нужд
Контроль систем питания и автоматический ввод резерва
Эксплуатация систем контроля и управления ЯЭУ
Эксплуатация СУЗ
Эксплуатация АСР теплотехнических параметров, систем контроля и управления
Ремонт устройств систем контроля и управления ЯЭУ
Техника безопасности при проведении ремонтных работ

ГЛАВА ВТОРАЯ
РЕЖИМЫ РАБОТЫ АЭС И ТРЕБОВАНИЯ К АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ СИСТЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ

РЕЖИМЫ РАБОТЫ БЛОКОВ АЭС

Задачи АСУ ТП блока и особенности действий оперативного персонала существенно зависят от режима, в котором работает блок. Режимы работы блоков подразделяют на две группы пусконаладочные и эксплуатационные.

Пусконаладочные режимы.

Они проводятся после окончания строительства и монтажа блока перед сдачей его в нормальную эксплуатацию Они обеспечиваются персоналом станции совместно с представителями научного руководства, разработчиков основного оборудования, проектных, монтажных и наладочных организаций. Во время пусконаладочных работ производится первичное опробование всех систем, обкатка оборудования, физический и энергетический пуск блока. Эти работы проводятся по специальным программам, объем которых зависит от степени сложности оборудования, наличия опыта эксплуатации аналогичных систем и других факторов Пусконаладочные работы в меньшем объеме могут проводиться также после капитальных ремонтов или реконструкции блоков.
Во время физического пуска производится подробное исследование физических характеристик реактора, в том числе эффективности исполнительных органов систем управления и защиты. Во время энергетического пуска исследуются физические и теплофизические характеристики реактора, а также характеристики тепломеханического оборудования, производится наладка и опробование в работе основных систем управления. Важной задачей является изучение поведения блока и его систем управления в аварийных ситуациях, для чего искусственно вызывается срабатывание аварийных защит. Пусконаладочные работы относительно кратковременны, и, естественно, АСУ ТП блока в основном рассчитывается на работу в эксплуатационных режимах. При проведении пусконаладочных работ обычно обращается основное внимание на информационные функции АСУ; в некоторых случаях, особенно при испытании головных блоков серии, штатные системы контроля дополняются временными измерительными системами, позволяющими более глубоко изучить характеристики оборудования. В этих режимах операторам обычно поручается большая доля управляющих функций, чем в эксплуатационных режимах.
После завершения пусконаладочных работ блок передается в постоянную эксплуатацию, осуществляемую в основном персоналом АЭС. Эксплуатационные режимы в свою очередь подразделяют на стояночные, пусковые, выдачи электроэнергии в сеть, выработки электроэнергии на собственные нужды, останова, расхолаживания.
Рассмотрим основные особенности этих режимов и вытекающие отсюда задачи АСУ ТП.
Стояночные режимы. В этих режимах цепная реакция в реакторе не идет, а следовательно, не происходит выработки электроэнергии. Блок может быть остановлен для перегрузки топлива (если технологическая схема блока не допускает его перегрузки «на ходу»), для проведения ремонтов, а также при значительном уменьшении потребления электроэнергии в системе. В соответствии с этим стояночные режимы можно подразделить на режимы перегрузки и ремонтов, холодного и горячего резерва.
В режимах перегрузки и ремонтов оборудование блока обычно находится в состоянии, исключающем возможность выхода на мощность (например, производится разборка различных агрегатов для их ремонта, у реакторов ВВЭР снимается крышка и т. п.). В режимах холодного резерва оборудование находится в собранном и подготовленном к пуску состоянии, однако параметры контуров (температура, давление) низкие и не соответствуют рабочим значениям, поэтому для выхода на мощность требуется значительное время (несколько десятков часов). В горячем резерве параметры контуров поддерживаются близкими к номинальным и вывод на полную мощность может быть проведен достаточно быстро (за 2—3 ч).
В стояночных режимах функции АСУ ТП в основном сводятся к контролю небольшого количества параметров. В режимах перегрузки наиболее важно следить за уровнем нейтронного потока во избежание неконтролируемого разгона реактора, а также за интенсивностью отвода остаточных тепловыделений. Управление осуществляется только вспомогательными системами, обеспечивающими требуемые значения технологических параметров. В качестве примера укажем на управление системами электрообогрева в реакторах на быстрых нейтронах. В режимах холодного и особенно горячего резерва объем контролируемых параметров увеличивается, а управление ведется большим количеством вспомогательных систем. Например, в реакторах ВВЭР в режимах горячего резерва поддерживается давление в контуре с помощью компенсаторов объема. Во всех этих режимах управление осуществляется главным образом дистанционно; ряд параметров вспомогательных систем поддерживается автоматическими регуляторами.
В стояночных режимах система аварийной защиты реактора, предназначенная для гашения цепной реакции, должна быть включена; если дополнительные органы аварийной защиты по условиям технологии не могут находиться в рабочем состоянии во время перегрузки, система управления должна исключать возможность введения в реактор избыточной положительной реактивности
Пусковые режимы. В этих режимах в реакторе начинается цепная реакция и производится постепенный подъем его мощности и теплотехнических параметров вплоть до включения турбогенератора в сеть и набора электрической мощности. Эти режимы характеризуются большим количеством переключений в технологических схемах (закрытие и открытие задвижек), включением и отключением насосов и других механизмов, а также нестационарностью всех основных параметров. Поэтому с точки зрения управления эти режимы являются наиболее тяжелыми, так как требуется контролировать максимальное число параметров и осуществлять большое число операций управления за короткое время (до 400 операций в час ). В настоящее время основная часть этих операций осуществляется дистанционно, но в новейших системах они поручаются устройствам функционально-группового управления. В перспективе намечается широкое использование в этих режимах управляющих вычислительных машин. По мере выхода на мощность включаются в работу автоматические системы регулирования, но их роль в процессах пуска относительно невелика, так как основная задача управления — переключения в технологической схеме. Процесс пуска осуществляется с включенными устройствами аварийной защиты, кроме тех из них, отключение которых предписывается технологическими регламентами
Основным технологическим критерием качества управления в пусковых режимах является минимальное время выхода на мощность при соблюдении ограничений, налагаемых на величины и скорости изменения параметров. Ограничения на скорость изменения параметров необходимы, потому что при высоких скоростях изменения температур в элементах конструкций ЯЭУ могут возникать напряжения, частое повторение которых может привести к разрушениям В некоторых случаях необходимо учитывать дополнительные показатели, в частности затраты теплоты в период пуска.
Режимы выработки электроэнергии. Режимы выдачи электроэнергии в сеть являются основными, и именно так блоки работают большую часть времени. Особенности этих режимов и требования, предъявляемые к АСУ ТП, подробно рассмотрены в § 2.2. В режимы выработки электроэнергии на собственные нужды блок может перейти из режимов выдачи энергии в сеть при авариях в последней, когда срабатывают специальные защиты, отключающие генераторы от сети. Полностью прекращать при этом выработку электроэнергии нежелательно, так как при таких авариях питание собственных нужд блока от сети невозможно и прекращение выработки электроэнергии приведет к его останову. При сохранении выработки электроэнергии на собственные нужды время последующего выхода на мощность значительно меньше, чем при останове, что благоприятно для ликвидации последствий аварии в энергосистеме.
Основное требование к АСУ ТП — обеспечение перехода с режима выдачи энергии в сеть в режим выработки энергии на собственные нужды, что влечет необходимость резкого снижения расхода пара на турбину (до 10 раз). При этом главные параметры блока должны оставаться в заданных пределах. Обычно производится автоматическое включение систем, не работающих в нормальных режимах, обеспечивающих снижение мощности турбогенератора (например, открываются клапаны, сбрасывающие пар из трубопроводов в конденсаторы турбины); необходимо также производить ручное или автоматическое переключение в контурах автоматических регуляторов (например, отключение регуляторов, поддерживающих давление пара перед турбиной воздействием на ее регулирующие клапаны). Особую роль в режимах перехода на сниженную мощность играют автоматические защиты, так как существует большая вероятность выхода некоторых параметров за допустимые пределы.
Режимы останова. Они разделяются на плановые и аварийные. Плановые остановы проводятся при необходимости перегрузки или планового ремонта, аварийные — при срабатывании защит, приводящих к полному останову блока. По своему характеру режимы планового останова близки к режимам пуска, однако проводимые при останове операции обычно несколько проще. Управление осуществляется в основном дистанционно, в новейших системах некоторые операции передаются устройствам функционально-группового управления, а также ЭВМ. Главное требование к АСУ ТП — такое же, как и при пусках,— проведение операций за минимальное время при соблюдении ограничений по значению и скорости изменения параметров.
При аварийных остановах большинство операций управления проводится автоматически системами аварийных защит и блокировок; в некоторых системах при особо тяжелых авариях с помощью блокировок осуществляется автоматический запрет на действия оператора. Многие регуляторы автоматически отключаются, однако некоторые из них продолжают выполнять свои функции, те системы автоматического регулирования, которые специально предназначаются для работы в аварийных режимах, автоматически включаются. При проектировании систем управления, предназначенных для работы в режимах аварийного останова, основное внимание обращается на их надежность. К точности поддержания параметров и скоростей их изменения предъявляются значительно меньшие требования, чем при плановых остановах, так как аварийные режимы происходят значительно реже и возникающие при быстрых изменениях температур термические напряжения не накапливаются и не приводят к разрушениям конструкций ЯЭУ. Большая роль в режимах аварийного останова отводится аварийной сигнализации, которая позволяет оператору следить за правильностью срабатывания систем, а также принимать меры к скорейшей ликвидации аварии Режим расхолаживания, во время которого происходит отвод остаточных тепловыделений, наступает после останова блока. Нарушение отвода остаточных тепловыделений, даже в остановленном (без цепной реакции) реакторе, может привести к расплавлению активной зоны и другим нежелательным последствиям. Режимы расхолаживания подразделяются на нормальные (когда все необходимые агрегаты исправны) и аварийные, когда останов блока вызывается аварийными отключениями агрегатов. В последнем случае возникает необходимость автоматического включения специальных систем, например системы аварийного охлаждения активной зоны. В режимах расхолаживания объем работающего оборудования, а следовательно, и контролируемых параметров невелик. В режимах нормального и аварийного расхолаживания после включения всех аварийных систем основной объем операций производится дистанционно. Все операции по останову могут проводиться как с БЩУ, так и с РЩУ.



 
« Автоматическое регулирование температуры пара промперегрева котлоагрегата ТГМП-344А   Анализ причин повреждений экранных труб котлов ТП-87 »
электрические сети