Дальнейшее наращивание скорости технологических процессов в известной степени ограничивается скоростью управления, что связано с увеличением количества информации, получаемой при ведении процесса, и необходимостью ее быстрой переработки.
Так, для установок обработки радиоактивных вод АЭС с блоками РБМК-1000 требуются управление и контроль состояния более 500 исполнительных механизмов, контроль более 400 параметров и сигналов их отклонений.
Для решения задач ускорения управления процессами производства электроэнергии на АЭС, включая обработку радиоактивных вод, принято решение оснастить энергоблоки всережимными подсистемами управления и автоматического регулирования, при этом на оператора возлагаются только контролирующие функции.
Схема полной автоматизации установок очистки воды (рис. 14.4) рассмотрена на примере байпасной очистки продувочной воды основного контура циркуляции (см. § 13.4). На данной установке автоматизируются следующие основные технологические операции: пуск и отключение установки; взрыхление фильтрующего материала; гидровыгрузка отработавшего фильтрующего материала.
Получение и ввод дискретных сигналов, характеризующих уровень контролируемых параметров, состояние исполнительных органов (задвижек, регуляторов), и ввод команд персонала обеспечиваются с помощью источников дискретной информации.
Логические устройства трех ступеней управления обеспечивают обработку поступающей информации и формирование исполнительных команд в соответствии с заданными алгоритмами.
Рис. 14.4. К схеме полной автоматизации очистки воды (И — исходная вода; О — очищенная вода; П — промывочная вода; В — сжатый воздух; С — сдувка; Д — дренаж; Г — гидровыгрузка отработавшего фильтрующего материала):
1,7 — отсечная арматура; 2 — манометр; 3 — термометр; 4 — механический фильтр; 5 — ионитный фильтр; 6 — фильтр-ловушка; 8 — регулятор расхода сжатого воздуха; 9 — регулятор расхода промывочной воды
Предусматривается возможность эксплуатации установки в трех режимах: автоматическом, когда оператор задает конечную цель программы и разрешает начало операции; полуавтоматическом, в котором оператор разрешает отработку той или иной части программы; дистанционном или пооперационном, предусматривающем индивидуальное воздействие оператора на каждый исполнительный орган.
По сравнению с вариантом пооперационного управления полная автоматизация водоподготовительных установок дает экономию реагентов и воды на собственные нужды; увеличение продолжительности фильтроцикла; постоянство качества очищенной воды.
На установке предусматривается несколько защит и блокировок, например: автоматическое отключение установки при увеличении температуры исходной воды выше 50°C или при неполном закрытии любой арматуры установки; автоматическое закрытие всей арматуры при повышении давления за счет пропуска через отсечную арматуру выше 0,2 МПа; запрет на открытие отсечной арматуры при давлении поступающей воды ниже 8,0 МПа и т. д.
Устройства управления установкой разбиты на три ранга. К первому рангу относятся блоки управления арматурой и регуляторами, ко второму отнесены устройства объединенных узлов управления двумя и более исполнительными механизмами, открытие и закрытие которых происходит всегда одновременно (например, вход — выход фильтра, сжатый воздух — сдувка и т. д.). К третьему рангу отнесено логическое устройство управления функциональной группой всей установки.
Открытие и закрытие арматуры осуществляется через блок управления по команде (в порядке приоритета) от схем защит, блокировок, оператора и логического устройства. Команды защиты имеют приоритет над всеми прочими воздействиями. Следующими по приоритету являются команды от блокировок, далее от оператора (дистанционное управление) и последними — команды от логического воздействия, включая вмешательство оператора. В случае выхода из строя логического устройства оператор может быстрее и с меныпими ошибками управлять установкой через объединенные узлы управления.
Отключение установки может производиться как самостоятельная операция, а также с последующим взрыхлением или гидровыгрузкой фильтрующего материала. Взрыхление и гидровыгрузка могут проводиться как самостоятельные операции после отключения установки.
Отключение установки.
Операция выполняется в следующей последовательности: после нажатия оператором соответствующей кнопки (отдельной для каждой программы) и включения блока управления функциональной группой одновременно закрываются отсечная арматура И-1 и 0-8, затем дублирующая И-2 и 0-7, после чего открываются Д-1 и Д-8. Выполнение любой следующей команды производится только после выполнения предыдущей. При невыполнении какой-либо команды программа далее не выполняется и на щит управления подается сигнал.
При получении сигнала от манометра 2 о снижении давления до 0,2 МПа закрывается одновременно арматура на входе во все фильтры и выходе из них. После выполнения команды включается световая сигнализация Установка отключена, которая не выключается до момента включения установки в работу.
Включение установки производится в обратном порядке. После выполнения программы включается сигнализация Установка включена, которая не выключается до момента отключения установки.
Взрыхление фильтрующего материала.
Фильтры взрыхляются поочередно. Фильтр подключается к блоку управления ключом выбора фильтров. Операция выполняется в следующей последовательности: после нажатия оператором кнопки установка отключается по описанной выше программе. Затем открывается арматура С-1 и Д-3 и дается выдержка времени (около 5 мин) для слива части воды из фильтра и образования воздушной подушки, после чего арматура Д-3 закрывается.
Открывается арматура В-1 и П-2 и включается регулятор 8, устанавливающий заданный расход воздуха (примерно 0,07 м3/с). Начиная с этого момента производится отсчет времени. Через заданный промежуток времени подача сжатого воздуха прекращается и арматура закрывается.
На следующем этапе открывается арматура П-1, П-2, Д-2 и включается регулятор 9, который устанавливает заданный расход промывочной воды (примерно 0,008 м3/с). Через заданный промежуток времени вся арматура закрывается и включается сигнализация Взрыхление окончено, которая снимается при включении установки.
После окончания взрыхления выбранного фильтра оператор может перейти на взрыхление другого фильтра, для чего переводит ключ выбора фильтра в соответствующее положение.
Гидровыгрузка фильтрующего материала.
Гидровыгрузка отработавшего фильтрующего материала из фильтров установки на захоронение проводится аналогично взрыхлению материала промывочной водой, но вместо арматуры Д-2 открывается Г-1.
Так как в настоящее время отсутствуют методы контроля полноты выгрузки, контроль ведется по продолжительности операции, причем время задается с большим запасом.
Для контроля работы логического устройства предусматривается информация о состоянии объединенных узлов управления, о выполнении отдельных этапов программы, извещение о задержках в выполнении программы. Кроме того, оператор получает информацию о состоянии всех испытательных механизмов.
Вопросы для повторения
- Чем вызвана необходимость введения АСУ на АЭС?
- Почему дозирование аммиака автоматизировано по электропроводности питательной воды, а нс по pH?
- Почему автоматическое управление фильтрами водоподготовительных установок осуществляется по групповому принципу?
- Каким образом реагирует АСУ на неисправность в системе управления оборудованием?
- Чем вызвана необходимость полной автоматизации очистки воды на АЭС?
- Почему команды от схем защит, блокировок и от оператора имеют приоритет над командами от логического устройства АСУ?
