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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 3913

  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,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,负责采集和记录安全停堆系统所涉及的各个过程参数,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CONTROL ENGINEERING China版权所有,而且数据贮存空间有限。随着国内经济的飞速发展,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,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,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控制工程网版权所有,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www.cechina.cn,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,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个历史数据控制工程网版权所有,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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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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