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秦山三核停堆系统数据采集系统

作者:薛峻峰,秦山第三核电有限公司2006.04.09阅读 3163

  秦山第三核电有限公司重水堆机组是从加拿大引进的CANDU6型机组,装机容量为2×728MW。整体工程由加拿大原子能有限公司(AECL)总承包,核岛由AECL设计,汽轮发电机组由日本HITACHI公司设计,BOP由美国BECHTEL公司设计。秦山CANDU机组的参考机组是韩国月城3、4号机组。业主根据设计寿命、厂址条件、国情等的不同,对机组进行了积极的技术改进。
  本文就秦山三核对停堆系统的改进进行论述,新增加了的数据采集系统是核电站两个安全停堆系统的配套系统CONTROL ENGINEERING China版权所有,负责采集和记录安全停堆系统所涉及的各过程参数,为事件分析提供有效的手段,以进一步提高电站的安全性和经济性。该数采系统虽不直接属于核级安全系统,但其安全性能的可靠性、稳定性等同于安全系统功能。
  概述
  秦山三核的每台机组都设有两个完全独立的停堆系统,是保证核电站可靠的进入安全状态的核心系统,保证电站稳定的保持于次临界工况的主要手段。对停堆系统的状态监督是有关核安全管理当局、管理部门的重点监督部分,当然更是核电站非常关键的运行系统,对该系统的任何技术改造都必须上报国家核安全局进行审批。

数采系统总体结构
图1:数采系统总体结构

  新
增加的数据采集系统是核电站两个安全停堆系统的配套系统CONTROL ENGINEERING China版权所有,负责采集和记录安全停堆系统所涉及的各个过程参数控制工程网版权所有,为事件分析提供有效的手段,以进一步提高电站的安全性和稳定可靠性。原来由外方提供的设计不能全面记录过程参数,而且数据贮存空间有限。随着国内经济的飞速发展www.cechina.cn,工业自动化产品方面的科研开发、生产制造、工程服务为一体的高科技企业逐步形成,所以三期决定采用国内技术进行自主开发。实践证明国内研发的数据采集系统能够保证核电站的有关性能要求,能够满足安全功能的要求,而且自系统投入运行以来,稳定可靠,数据传输完整快速。
  系统主要功能要求及性能指标
  系统主要功能要求有:
  1) 分别采集两个停堆系统的模拟量输入信号,对要求快速采样的信号采样周期为20ms,一般信号采样周期为100ms,并进行数据整理和存贮记录控制工程网版权所有,存贮记录至少为72小时;
  2) 分别采集两个停堆系统的数字量输入信号,采样周期为20ms,并进行数据整理和存贮记录控制工程网版权所有,存贮记录至少为72小时;
  3)如果任何一个采集站的ROP(REGIONAL OVER POWER)信号超过报警整定点,通过数字量输出装置在主控制室触发报警;
  4) 经过采集和处理的模拟量和数字量信息按照PDS的格式,以一定周期将采集的数据发送给核电站内部的PDS系统;
  5) 数据采集系统要求具有趋势显示、流程显示以及报警显示等功能,在PDS系统故障时,数据采集系统可独立运行;
  6) 适用标准要求,详见附件清单;
  7) 系统具有自身的设备故障诊断功能。
  系统主要性能参数指标要求有:
  1) 系统运行环境;工作温度为0~40度,贮存温度为-20~+50度,工作相对湿度为10%~90%,贮存相对湿度为5%~95%;
  2) 工作电源:电压范围为AC220V(±15%,+10%),频率范围为50±1.5Hz;
  3) 系统冗余性:电源和网络双冗余;
  4) 系统负荷率:工程师站CPU和数据采集站CPU的平均负荷,正常工况小于等于40%,繁忙工况小于等于60%;
  5) 数据传输:系统采集和处理的全部数据均有时间信息标志,对于外部模拟量和外部开关量数据,其时间信息标签为毫秒级;
  6) 时钟:数据采集系统配置GPS部件作为系统时间基准,全系统时钟统一;
  7) 电磁兼容性:符合三级EMC国家标准;
  8) 断电保护:外部电源瞬间断电时(小于等于10ms),数据采集系统不受影响。
  系统整体设计
  秦山三期核电站每台机组配置有两个独立停堆系统CONTROL ENGINEERING China版权所有,每个独立的停堆系统需要新配置一套数采系统,数采系统总体结构如图1所示:
  数据采集系统按规定周期(20ms 或100 ms)对DI、AI信号进行数据采集;并按照所要求的算法对采集信号进行处理,输出DO报警;500 ms 把累积的所有采集的DI、AI信号和计算后的ROP裕量值的历史数据(20 ms周期采集的信号就有25个历史数据,100 ms周期采集的信号就有5个历史数据)通过实时数据网(以太网)送给PDS网关计算机,网关计算机经过处理,转发给PDS系统进行显示;两个数采系统共用实时数据网,并共用一个工程师站和网关计算机。
  数采系统加上工程师站可以自成系统,对记录的数据进行处理、显示,即使脱离PDS显示系统,也可以独立工作,用于事件分析。
  两个数采系统的信号点分配如图2所示。(每个数采系统采集的一百多个信号点中分为3个通道的数据,也即信号点三倍冗余。)

两个数采系统的信号点分配
图2:两个数采系统的信号点分配。
数采系统的系统框架
图3:数采系统的系统框架。
数采站结构图
图4:数采站结构图。

  数采系统的系统框架如图3所示。
  SDS1和SD


































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