Blokovat ovládací panel. Automatické řízení a ochrana tepelných elektráren jaderných elektráren - funkce a subsystémy automatizovaného systému řízení dispečinku jaderné elektrárny

Pro moderního člověka je těžké si představit život bez elektřiny. Připravujeme jídlo, používáme osvětlení, v každodenním životě používáme elektrospotřebiče: ledničky, pračky, mikrovlnné trouby, vysavače a počítače; poslech hudby, telefonování – to je jen pár věcí, bez kterých se jen velmi těžko obejdete. Všechna tato zařízení mají jedno společné – jako „sílu“ využívají elektřinu. V Petrohradě a Leningradské oblasti žije 7 milionů lidí (*podle Rosstatu k 1. lednu 2016), toto číslo je srovnatelné s počtem obyvatel států Srbska, Bulharska nebo Jordánska. 7 milionů lidí používá elektřinu každý den, odkud pochází?

JE Leningradská JE největším producentem elektřiny na Severozápadě, podíl dodávky elektřiny za období leden až říjen 2016 činil 56,63 %. Za toto období vyrobila elektrárna do energetické soustavy našeho kraje 20 miliard 530,74 kW ∙ hodin elektřiny.

LNPP je citlivé zařízení a nemůže se k němu dostat „náhodný“ člověk. Po vydání Požadované dokumenty jsme navštívili hlavní areál elektrárny:

1. Zablokujte ovládací panel

2. Reaktorovna energetického bloku

3. Strojovna.

Kontrolní bod hygieny

Když jsme prošli dvouúrovňovým systémem kontroly identity, ocitli jsme se na sanitárním kontrolním stanovišti.

Jsme vybaveni: bezpečnostní obuví, bílé roucho, kalhoty a košile, bílé ponožky a helma. Průjezd hygienickou kontrolou je přísně regulován. Bezpečnost je klíčovou firemní hodnotou Rosatomu.

Je vyžadován individuální dozimetr. Je kumulativního typu, při odchodu z budovy LNPP zjišťujeme, jakou dávku radiace jsme dostali během pobytu v elektrárně. Přirozené radioaktivní pozadí, které nás obklopuje, se pohybuje od 0,11 do 0,16 μSv/hod.

Natáčení na chodbách Leningradské jaderné elektrárny je přísně zakázáno, jak se dostat z místnosti A do místnosti B, vědí jen specialisté. Přesuňme se k prvnímu bodu prohlídky.

Blokovat ovládací panel

Každá pohonná jednotka je ovládána z blokového ovládacího panelu (MCC). Blokový ovládací panel je dispečink, ve kterém se shromažďují a zpracovávají informace o naměřených parametrech provozu elektrárny.

Denis Stukanev, směnový dozor na energetickém bloku č. 2 Leningradské JE, hovoří o práci Jaderné elektrárny, instalovaném zařízení a „životě“ elektrárny.

V místnosti je 5 unikátních pracovišť: 3 operátoři, supervizor a zástupce. Vedoucí směny. Vybavení velínu lze rozdělit do 3 bloků odpovědných za: řízení reaktoru, turbín a čerpadel.

Pokud se hlavní parametry odchylují nad stanovené limity, spustí se zvukový a světelný alarm indikující parametr odchylky.

Sběr a zpracování příchozích informací probíhá v informačním a měřicím systému SKALA.

Reaktor energetické jednotky.

Leningradská JE obsahuje 4 energetické bloky. Elektrický výkon každého je 1000 MW, tepelný výkon je 3200 MW. Projektovaný výkon je 28 miliard kWh ročně.

LNPP je první stanicí v zemi s reaktory RBMK-1000 (vysokovýkonný kanálový reaktor). Vývoj RBMK byl významným krokem ve vývoji nukleární energie SSSR, protože takové reaktory umožňují vytvářet velké jaderné elektrárny s vysokým výkonem.

Přeměna energie v bloku jaderné elektrárny s RBMK probíhá podle jednookruhového schématu. Vroucí voda z reaktoru prochází separačními bubny. Poté je sytá pára (teplota 284 °C) pod tlakem 65 atmosfér přiváděna do dvou turbogenerátorů o elektrickém výkonu 500 MW každý. Odpadní pára kondenzuje, načež cirkulační čerpadla dodávají vodu na vstup do reaktoru.

Zařízení pro běžnou údržbu reaktorů typu RBMK-100. Byl použit k obnovení charakteristik zdrojů reaktoru.

Jednou z výhod reaktoru RBMK je možnost dobíjet jaderné palivo za chodu reaktoru bez snížení výkonu. K překládce se používá nakládací a vykládací stroj. Dálkově ovládané operátorem. Při přetížení se radiační situace v hale výrazně nemění. Instalace stroje nad odpovídající kanál reaktoru se provádí podle souřadnic a přesné navádění se provádí pomocí opticko-televizního systému.

Vyhořelé jaderné palivo se plní do uzavřených nádrží naplněných vodou. Doba zdržení vyhořelých palivových souborů v bazénech je 3 roky. Po uplynutí této doby jsou kazety zlikvidovány – odeslány do skladů vyhořelého jaderného paliva.

Fotografie ukazují Čerenkov-Vavilovův jev, při kterém dochází k záři způsobenému v průhledném prostředí nabitou částicí, která se v tomto prostředí pohybuje rychlostí přesahující fázovou rychlost světla.

Toto záření bylo objeveno v roce 1934 P.A. Čerenkov a vysvětlil v roce 1937 I.E. Tamm a I.M. Upřímný. Všichni tři byli za tento objev oceněni v roce 1958 Nobelovou cenou.

Strojovna

Jeden reaktor RBMK-1000 dodává páru dvěma turbínám o výkonu každé 500 MW. Turbojednotka obsahuje jeden nízkotlaký válec a čtyři válce vysoký tlak. Turbína je po reaktoru v jaderné elektrárně nejsložitějším blokem.

Princip činnosti jakékoli turbíny je podobný principu činnosti větrného mlýna. Ve větrných mlýnech proud vzduchu otáčí lopatkami a pracuje. V turbíně pára otáčí lopatkami uspořádanými do kruhu na rotoru. Rotor turbíny je pevně spojen s rotorem generátoru, který při otáčení vytváří proud.

Turbogenerátor LNPP se skládá z turbíny syté páry typu K-500-65 a synchronního generátoru třífázového proudu TVV-500-2 o rychlosti 3000 za minutu.

V roce 1979 byla za vytvoření unikátní turbíny K-500-65/3000 pro Leningradskou jadernou elektrárnu udělena týmu charkovských stavitelů turbín Státní cena Ukrajiny v oblasti vědy a techniky.

Opuštění LNPP...

Hlavní prostory Leningradské JE byly prozkoumány, jsme opět na hygienickém kontrolním stanovišti. Kontrolujeme se na přítomnost zdrojů záření, vše je čisté, jsme zdraví a šťastní. V Leningradské jaderné elektrárně byla moje akumulovaná dávka záření 13 μSv, což je srovnatelné s letem letadla na vzdálenost 3000 km.

Druhý život LNPP

Problém vyřazování energetických jednotek z provozu je velmi žhavé téma, a to z důvodu, že v roce 2018 končí životnost energetického bloku č. 1 JE Leningrad.

Ruslan Kotykov, zástupce vedoucího odboru pro vyřazování bloků LNPP: „Byla zvolena nejpřijatelnější, nejbezpečnější a finančně nejvýhodnější varianta okamžité likvidace. Znamená to absenci odložených rozhodnutí a zpoždění v pozorování po zastavení jednotky. Zkušenosti z vyřazování reaktorů RBMK budou replikovány v dalších jaderných elektrárnách.“

Pár kilometrů od fungující Leningradské jaderné elektrárny se odehrává „staveniště století“. Rusko zavádí rozsáhlý program rozvoje jaderné energetiky, který zahrnuje zvýšení podílu jaderné energie z 16 % na 25–30 % do roku 2020. Pro nahrazení kapacity odstavované JE Leningrad vzniká jaderná elektrárna nové generace s reaktorem typu VVER-1200 (vodovodní energetický reaktor) projektu AES-2006. „AES-2006“ je standardní projekt ruské jaderné elektrárny nové generace „3+“ s vylepšenými technickými a ekonomickými ukazateli. Cílem projektu je dosažení moderních ukazatelů bezpečnosti a spolehlivosti s optimalizovanými kapitálovými investicemi do výstavby stanice.

O vznikajícím projektu LNPP-2 hovořil Nikolaj Kashin, vedoucí oddělení informací a vztahů s veřejností rozestavěných energetických bloků. Tento projekt splňuje moderní mezinárodní bezpečnostní požadavky.

Elektrický výkon každé energetické jednotky je 1198,8 MW, topný výkon 250 Gcal/h.

Předpokládaná životnost LNPP-2 je 50 let, hlavní zařízení je 60 let.

Hlavním rysem realizovaného projektu je použití doplňkových pasivních bezpečnostních systémů v kombinaci s aktivními tradičními systémy. Poskytuje ochranu před zemětřesením, tsunami, hurikány a pády letadel. Příklady vylepšení zahrnují dvojitý kontejnment reaktorové haly; „lapač“ taveniny aktivní zóny umístěný pod nádobou reaktoru; pasivní systém odvodu zbytkového tepla.

Pamatuji si slova Vladimíra Peregudy, ředitele JE Leningrad: „Návrh energetických bloků s reaktory VVER-1200 má bezprecedentní víceúrovňové bezpečnostní systémy, včetně pasivních (nevyžadují zásah personálu a napájení), stejně jako ochrana před vnějšími vlivy."

Na staveništi nových energetických bloků JE Leningrad pokračuje instalace zařízení pro čerpací stanici spotřebičů turbínové haly, byly instalovány a vybetonovány tři skříně agregátů oběhových čerpadel. Čerpací jednotky jsou hlavní technologické vybavení objektu a skládají se ze dvou částí – čerpadel a elektromotorů.

Napájení elektrizační soustavy z energetického bloku č. 1 LNPP-2 bude provedeno přes kompletní plynem izolovaný rozváděč (GIS) na 330 kV, od energetického bloku č. 2 LNPP-2 se předpokládá pro napětí 330 a 750 kV.

Použití blokového uspořádání hlavního zařízení vedlo k přechodu na nové principy řízení pohonných jednotek. Tyto principy mají vytvořit jednotný centralizovaný systém ovládání jednotek jednotky, jejichž všechny prvky jsou umístěny na ovládacím panelu (velín).

Řídicí systém jednotky zahrnuje ovládání, automatizaci, alarm a dálkové ovládání. Velín rovněž zajišťuje komunikaci s pracovními stanicemi a centrálním ovládacím panelem. Dále jsou ve velínu umístěny řídicí a informační výpočetní stroje, pokud je jejich instalace zabezpečena projektem.

Všechny prvky řídicího systému jsou umístěny na ovládacích panelech a ovládacích panelech. Na blokové desce jsou také umístěny elektrické panely jednotky generátor-transformátor, panely procesní ochrany, panely regulátorů, panely napájení, panely centrálního alarmu a řada dalších panelů neprovozních. Ovládací panely obsahují dálkové ovladače ventilů a elektromotorů, které umožňují spouštění, zastavování a normální provoz jednotky. Přítomnost mnemotechnického schématu a poplachových panelů usnadňuje práci obsluhujícímu personálu v normálních i nouzových podmínkách. Generátor se zapíná i v paralelním provozu z velínu.

Dle zavedené praxe je ovládání dvou bloků umístěno v jednom velínu. To umožňuje rozšířit oblast ovládání bez snížení provozní spolehlivosti (obr. 1-3).

Je třeba poznamenat, že v současné době neexistuje jednotné rozložení panelů a konzol, a to ani pro zařízení stejného typu. To je vysvětleno hledáním nejpohodlnějšího a nejracionálnějšího uspořádání ovládacích a ovládacích prvků jednotky. Na Obr. 1-4 znázorňuje plán dispečinku pro bloky 200 MW. Zde se pro konzoly a provozní panely používá uzavřená možnost uspořádání se zrcadlovým uspořádáním panelů každého bloku. Na jednom bloku je instalováno devět panelů provozních obvodů: 01 - panely generátorů, 02 - panely transformátorů vlastní potřeby, 03-06 - panely turbín, 07-09 - panely kotlů. Zbývající panely patří do neprovozního okruhu.

Použití blokových ovládacích panelů umožnilo soustředit veškeré ovládání jednotky na jedno místo, což zefektivnilo provoz zařízení zejména v nouzových případech. Toto řešení problému bylo poskytnuto vysoká úroveň automatizace moderních zařízení, měřicí techniky a dálkového ovládání. Zavedením metod centralizovaného řízení se zlepšují bezpečné pracovní podmínky díky zrušení stálých pracovišť v blízkosti provozních* zařízení. Zvuková izolace velínu, dobré podmínky osvětlení a klimatizace vytvářejí příznivé hygienické podmínky pro obsluhující personál.

Určitou nevýhodou centralizovaného kontrolního systému je, že obsluhující personál je zbaven možnosti vizuálně sledovat provozní zařízení, protože pravidelné procházky inspektorů nemohou nahradit systematické pozorování. Tento problém lze vyřešit rozšířeným používáním televizních instalací, jejichž kamery jsou umístěny v nejkritičtějších místech bloku. S jednou televizní obrazovkou může operátor pomocí speciálního přepínače přijímat obraz jakýchkoli uzlů a objektů, které ho zajímají. Tento systém je široce používán v USA. Upozorňujeme, že pro zajištění určitého vizuálního přehledu o zařízení má hlavní velín 300 MW bloků jeden

Prosklená stěna s výhledem na strojovnu.

Použití centrálních ovládacích panelů nevylučuje použití místních ovládacích panelů instalovaných na nejkritičtějších místech (napájecí čerpadla, odvzdušňovače atd.). Na těchto deskách je instalováno veškeré potřebné monitorovací a ovládací zařízení pro jeden nebo druhý prvek jednotky.

Místní ovládací panely se používají při spouštění jednotek a také ke sledování provozu zařízení při průchodech.

Strana 3 z 61

Funkce automatizovaného systému řízení procesů je soubor systémových akcí zaměřených na dosažení určitého cíle řízení. Funkce automatizovaných systémů řízení procesů se dělí na informační, řídicí a pomocné.
Obsahem informačních funkcí automatizovaného systému řízení procesů je shromažďování, zpracování a prezentace informací o stavu technického zařízení provoznímu personálu, jakož i jejich evidence a přenos do dalších automatizovaných systémů řízení.
Uvažujme informační funkce automatizovaného systému řízení procesů.

1. Sledování a měření technologických parametrů, které spočívá v převodu hodnot parametrů objektu (tlaky, průtoky, teploty, neutronové toky atd.) na signály vhodné pro vnímání obsluhujícím personálem nebo pro jejich následné automatizované zpracování. Rozlišuje se mezi funkcí individuálního ovládání, kdy sekundární indikační zařízení pracují přímo z primárního převodníku nebo (s přepínáním ze skupiny primárních převodníků), a funkcí centralizovaného ovládání prováděnou pomocí počítače.
2. Výpočet nepřímých veličin se provádí pomocí počítače a poskytuje stanovení hodnot parametrů, jejichž přímé měření je buď obtížné z konstrukčních důvodů (teplota pláště paliva), nebo nemožné kvůli nedostatku vhodných primárních převodníků ( tepelný výkon reaktoru, technické a ekonomické ukazatele).
3. Registrace hodnot se provádí pro následnou analýzu provozu ATK. Registrace se provádí na papírových páskách sekundárních záznamových zařízení (rekordérů), v paměti počítače a také na výstupních médiích počítače (papírové pásky psacích strojů).
4. Signalizace stavu uzavíracích těles (ventilů) a pomocných mechanismů (čerpadla) se provádí pomocí barevných signálů odpovídajících určitým stavům ventilů a čerpadel. Existuje individuální stavový alarm, ve kterém má každé těleso nebo mechanismus svůj vlastní signál ; skupina, ve které signál informuje o stavu skupiny orgánů a mechanismů; centralizované, prováděné počítačem a jeho výstupními zařízeními.
5. Technologická (výstražná) signalizace se provádí světelnými a zvukovými signály a upozorňuje personál na porušení technologického procesu, vyjádřené odchylkami parametrů nad přípustné meze. Existují individuální alarmy, ve kterých má každý signalizovaný parametr vlastní alarmové zařízení, vybavené nápisem označujícím povahu narušení, skupinový alarm, ve kterém se objeví světelný signál při odchylce jednoho z předem stanovené skupiny parametrů, centralizovaný, přenášený pomocí počítače a jeho výstupních zařízení
6. Diagnostika stavu technologického zařízení slouží k určení základní příčiny jeho abnormálního provozu, předpovídá pravděpodobný výskyt poruch a také míru jejich nebezpečnosti pro další provoz zařízení.
7. Příprava a přenos informací do sousedních automatizovaných řídicích systémů a příjem informací z těchto systémů. Účely takové výměny informací jsou uvedeny v § 1 1.

Obsahem řídicích funkcí automatizovaného systému řízení procesů je vývoj a realizace řídicích akcí na systému technického řízení. Zde „vývoj“ znamená stanovení požadovaných hodnot kontrolních akcí na základě dostupných informací a „implementace“ znamená akce, které zajistí, že skutečná hodnota kontrolní akce odpovídá požadované hodnotě. Vývoj kontrolních akcí může být prováděn jak technickými prostředky, tak operátorem; realizace se provádí s povinným použitím technických prostředků.
Podívejme se na řídicí funkce automatizovaného systému řízení procesů.

1. Funkcí dálkového ovládání je přenést ovládací akce z operátora na elektrické pohony* servopohonů (otevřít-zavřít) a pomocných elektromotorů (zapnout-vypnout).

Jaderné elektrárny mají také malý počet neelektrifikovaných uzavíracích a ovládacích prvků, které jsou ovládány ručně na místě; toto neprovádějí operátoři, ale speciální crawlery na příkaz operátorů.

1. Funkce automatického řízení je automaticky udržovat výstupní hodnoty objektu na dané hodnotě.
2. Funkce automatické ochrany slouží k ochraně zařízení v případě havarijního narušení provozu bloků. Nejjednoduššími příklady takové funkce jsou otevření pojistného ventilu při zvýšení tlaku nad maximální přípustnou hodnotu nebo automatické odstavení reaktoru v případě nouzového odstavení několika hlavních oběhových čerpadel. Důležitou variantou této funkce je nouzové zapnutí rezervy (ATS), určené k automatickému zapnutí záložní jednotky (např. čerpadla) během nouzového vypnutí. Tato funkce zahrnuje upozornění na skutečnost, že byly spuštěny ochrany a jejich hlavní příčinu.
3. Funkce automatického zamykání brání nouzové situace které mohou vzniknout v důsledku nesprávného hospodaření. Implementuje technologicky stanovený vztah mezi jednotlivými operacemi. Příkladem blokování je automatický zákaz spuštění čerpadla při absenci mazání nebo chlazení, stejně jako automatické uzavření ventilů na tlaku a sání čerpadla při vypnutí jeho motoru.
4. Funkcí logického řízení je generovat diskrétní. řídicí signály (typu „ano-ne“) založené na logické analýze diskrétních signálů popisujících stav objektu. Logické řízení je široce používáno v řídicích systémech pro regulátory reaktorů, turbíny apod. Přísně vzato lze za logické řízení považovat i funkce havarijní ochrany a automatických blokování, nicméně logické řízení obvykle zahrnuje operace prováděné podle složitějších zákonitostí. Výsledkem logického řízení jsou změny technologického schématu (zapínání a vypínání potrubí, čerpadel, výměníků) nebo spínání v okruzích automatických regulátorů.
5. Optimalizační funkce zajišťuje zachování extrémní hodnoty přijatého kontrolního kritéria. Na rozdíl od funkcí automatického řízení, blokování a logického řízení, které jsou určeny ke stabilizaci výstupních parametrů objektu nebo k jejich změně podle dříve známého zákona, spočívá optimalizace v hledání dříve neznámých hodnot těchto parametrů při které kritérium bude mít extrémní hodnotu. Praktické provedení výsledky stanovení optimálních parametrů lze provést změnou úlohy automatických regulátorů, provedením přepínačů v technologickém schématu atd. Optimalizace se provádí pro TOU jako celek (kritérium je minimální cena energie na bloku ) nebo pro jeho jednotlivé části (například zvýšení čisté účinnosti turbínové jednotky optimalizací výkonu oběhových čerpadel kondenzátoru).

Obr. 1 3. Struktura automatizovaného systému řízení procesu energetické jednotky.
1-14 - subsystémy, 1 - monitorování zvláště kritických parametrů, 2 - procesní alarm; 3 - dálkové ovládání, 4 - automatická ochrana, 5 automatické ovládání, 6 - FGU, 7 - řídicí systém, 8 - automatický řídicí systém, 9 - řídicí ventil, 10 - řídicí systém U-KTO a KCTK, 12 - řídicí systém hlavní oběhové čerpadlo, 13 - pomocné řídicí subsystémy technologické systémy, 14 - UVS; 15 - blokoví operátoři, 16 - operátoři pomocných technologických systémů, 17 - počítačoví operátoři

Optimalizace se může týkat i parametrů samotného systému automatizovaného řízení procesu, jehož příkladem je stanovení optimálního nastavení regulátorů na základě kritéria přesnosti udržování regulovaných hodnot.

* Pohony s jinými druhy pomocné energie (hydraulické, pneumatické) nejsou v jaderných elektrárnách rozšířeny (s výjimkou systémů regulace otáček turbín a některých typů vysokootáčkových redukčních jednotek).

Sekundární funkce.

Systémy řízení procesů jsou funkce, které poskytují řešení vnitrosystémových problémů, tedy mají zajistit vlastní fungování systému. Jedná se o kontrolu provozuschopnosti zařízení pro automatizované řízení procesů a správnosti výchozích informací, automatické zadávání záložních zařízení pro automatizované řízení procesů v případě výpadků pracovních, informování personálu o poruchách v systému automatizovaného řízení procesů atd. Vzhledem ke složitosti moderních automatizovaných systémů řízení procesů je význam pomocných funkcí velmi vysoký, protože bez nich není normální provoz systémů nemožný.
Pro usnadnění vývoje, návrhu, dodávky, instalace a uvádění do provozu jsou automatizované systémy řízení procesů konvenčně rozděleny do subsystémů. Každý subsystém zajišťuje řízení části objektu nebo kombajnů technické prostředky, vykonávající jakoukoli konkrétní funkci; v prvním případě hovoří o multifunkčním subsystému, ve druhém o jednofunkčním subsystému jsou na sobě relativně nezávislé a mohou být vyvinuty a vyrobeny různými organizacemi s jejich následným spojením přímo na místě; Uvažujme hlavní subsystémy automatizovaných systémů řízení procesů energetických jednotek (obr. 1.3).

1. Monitorovací subsystém pro zvláště kritické parametry plní funkci monitorování a měření. Je implementován na individuální prostředky měření a obsahuje senzory, převodníky, indikační a záznamové přístroje. Záznamová zařízení také plní funkci záznamu. Přítomnost tohoto subsystému je spojena s nutností zachovat minimální míru kontroly v případě selhání počítače. Informace přijaté tímto subsystémem mohou být použity v jiných subsystémech systému řízení procesů.
2. Subsystém procesního alarmu plní funkce individuálních a skupinových alarmů. Obsahuje primární převodníky, zařízení porovnávající analogové signály s danými hodnotami a zařízení pro napájení zvukových a světelných signálů. V některých případech tento subsystém nemá vlastní primární převodníky, ale využívá informace ze subsystému pro sledování kritických parametrů.
3. Subsystém dálkového ovládání zajišťuje dálkové ovládání regulačních, uzamykacích orgánů a mechanismů, plní funkce signalizace stavu ovládaných mechanismů, automatické blokování a zadávání informací o stavu orgánů do počítače.
4. Subsystém automatické ochrany provádí specifikovanou funkci a také některé funkce automatického blokování. Skládá se z primárních měničů, obvodů pro generování alarmů, výkonné orgány nouzová ochrana a světelná a zvuková výstražná zařízení pro obsluhu o skutečnostech aktivace ochrany a základních příčinách nehod. V některých případech pocházejí počáteční informace o hodnotách parametrů z jiných subsystémů. Jako výkonné orgány lze použít zařízení jiných subsystémů (například stykače motorů čerpadel).
5. Automatický řídicí subsystém provádí regulaci parametrů pomocí jednotlivých regulátorů. Tento subsystém navíc poskytuje kontrolu nad polohou regulátorů a jejich dálkové ovládání, když jsou regulátory deaktivovány. Možnosti moderních řídicích nástrojů umožňují přenést do tohoto subsystému některé logické řídicí funkce.

Všechny subsystémy obsahují kromě hlavních zařízení propojovací kabely, panely, na kterých jsou zařízení umístěna, zdroje elektrické napájení atd.
Kromě uvedených subsystémů, určených primárně k provádění jedné funkce pro jednotku jako celek, existuje řada multifunkčních subsystémů určených k provádění souboru funkcí pro řízení jakékoli jednotky nebo technologického systému.
Jednotky jsou ovládány pomocí zařízení, které tvoří funkční skupinový řídicí subsystém (FGC). Pro spuštění nebo zastavení jednotky ovládané FGU stačí vydat jeden příkaz, po kterém proběhnou všechny operace automaticky.
Multifunkční subsystémy systému řízení procesů jednotky, které řídí jednotlivé technologické systémy, se obvykle nazývají „řídící systém“. To je způsobeno skutečností, že takové subsystémy byly vyvinuty a formalizovány před příchodem automatizovaných systémů řízení procesů jako nezávislé systémy. Mohou mít vlastní počítače, na které jsou pak přeneseny všechny funkce pro správu příslušných technologických zařízení. Při absenci vlastního počítače jsou některé funkce přeneseny na počítač automatizovaného řízení procesů bloku (centralizované řízení, výpočet nepřímých hodnot, registrace některých parametrů, diagnostika stavu technologického zařízení, výměna informací s procesem jaderné elektrárny řídicí systém, optimalizace). Mezi takové multifunkční subsystémy patří:

1. řídicí, ochranný, automatický regulační a řídicí systém reaktoru (CPS) pro řízení výkonu reaktoru ve všech režimech jeho provozu a jejich pomocné vybavení;
2. automatizovaný systém řízení turbín (ATCS), určený k řízení turbín a jejich pomocných zařízení;
3. systém řízení překládky a dopravy paliva, který řídí všechny mechanismy, které pohybují palivo od jeho příjezdu do jaderné elektrárny až po jeho odeslání k přepracování vyhořelého paliva.

Je-li to dáno požadavky technologie, pak může systém řízení procesu zahrnovat i další subsystémy. Například na blocích s reaktory s rychlými neutrony existuje subsystém pro řízení elektrického ohřevu okruhů a subsystém pro řízení rychlosti hlavního. oběhová čerpadla (MCP).
Některé z multifunkčních subsystémů jsou řízeny vlastními operátory, kteří pracují pod vedením operátorů bloků
Moderní jaderné elektrárny mají také multifunkční subsystémy, které plní celou řadu informačních funkcí pro sledování homogenních hmotnostních parametrů. Tyto zahrnují:

1. řídicí systém uvnitř reaktoru (IRC), určený k monitorování hodnot uvolňování tepla, teplot a dalších parametrů uvnitř aktivní zóny reaktoru;
2. radiační monitorovací systém (RMS), určený k monitorování radiační situace technologických zařízení, areálu jaderné elektrárny a okolí;
3. systémy pro monitorování těsnosti pláště palivových tyčí (KGO) a monitorování integrity procesních kanálů (CCTC), které monitorují stav (integritu) pláště palivových tyčí a procesních kanálů na základě analýzy dat o aktivitě chladiva a další parametry reaktoru.

Nejdůležitějším subsystémem automatizovaného systému řízení procesů, který vykonává nejsložitější informační a řídicí funkce, je řídicí počítačový systém (CCS) [neboli řídicí počítačový komplex (CCS)]. V systému řízení procesů bloků může UVS provádět téměř všechny informační a řídicí funkce.

Ovládací panely JE

Kontrolní panel(velín) je speciálně vyhrazená místnost určená k trvalému nebo periodickému pobytu operátorů, v níž jsou umístěny panely, konzoly a další zařízení, na kterých jsou instalovány technické prostředky automatizovaných systémů řízení procesů a pomocí kterých je technologický proces Řízení JE je organizováno z několika velínů.
Centrální ovládací panel (CCR) patří do procesního řídicího systému jaderné elektrárny. Provádí celkovou koordinaci provozu energetických bloků, řízení elektrických rozvodných zařízení a obecných staničních systémů. Velín je stanovištěm služebního inženýra stanice (DIS) nebo směnového dozoru JE. V blízkosti velínu je vyčleněna místnost pro umístění automatizovaného systému řízení procesů JE. V případě potřeby je pro ovládání některých obecných zařízení stanice - speciální jednotky na úpravu vody, kotelny, ventilační systémy - organizován společný panel zařízení stanice (CSDU) (nebo několik SCDU).
Hlavní řízení technologického procesu jednotky se provádí z ovládacího panelu (MCR). Podle požadavků jaderné bezpečnosti je pro každý blok JE organizován záložní ovládací panel (RCR), který je určen k provádění operací k odstavení bloku v situacích, kdy není možné tyto operace provádět z dozorny ( například v případě požáru ve velínu).
Pro ovládání některých pomocných systémů, jak hlavních stanic, tak blokových, jsou organizovány místní ovládací panely (LOC). V závislosti na technologických požadavcích jsou tyto štíty určeny pro trvalou nebo periodickou přítomnost provozního personálu (např. při doplňování paliva). Pro místní velíny často nejsou vyčleněny speciální místnosti, ale jsou umístěny přímo u řízeného zařízení (např. místní velíny turbogenerátorů jsou umístěny přímo ve strojovně).
Podívejme se podrobněji na organizaci velínu. Moderní pohonná jednotka je komplexní řídicí objekt s velkým počtem měřených (až 5-10 tisíc) a řízených (až 4 tisíc) veličin. Každý blok je řízen dvěma až třemi operátory. Navýšení počtu provozního personálu není možné z důvodu potíží s koordinací práce většího počtu operátorů. Nárůst personálu navíc snižuje účinnost jaderných elektráren. Samozřejmě i při použití moderních řídicích nástrojů (včetně počítačů) jsou operátoři vystaveni velké psychické i fyzické zátěži Organizace dispečinku, výběr zařízení a jejich umístění do značné míry určují pohodlí obsluhy, as stejně jako spolehlivost a bezpečnost jednotky jako celku.
Při návrhu automatizovaného systému řízení procesu pro jednotku se snaží o snížení počtu řízených parametrů a řízených objektů, vzhledem k charakteristice technologie, jak bylo uvedeno výše, však počet řízených a řízené parametry měřeno v tisících a umístit takový počet indikačních přístrojů a ovládacích prvků na operační pole přímo před operátory je prostě nemožné. Moderní automatizované systémy řízení procesů využívají pro redukci provozních polí následující metody.

1. umístění všech zařízení, která nevyžadují ovládání obsluhou (regulátory, zařízení FGU, reléové obvody stavědel a ochran apod.) na speciálních neprovozních panelech umístěných v samostatných místnostech hlavního dispečinku. Obsluhu těchto zařízení provádějí pracovníci, kteří zajišťují jejich řádný provoz, ale nejsou přímo zapojeni do řízení jednotky;
2. využití centralizovaného řízení pomocí počítače a snížení počtu parametrů ovládaných na jednotlivých sekundárních zařízeních; v moderních automatizovaných systémech řízení procesů není počet takových parametrů větší než 10 % z celkového počtu;
3. použití volání, skupinových a funkčních skupinových ovladačů, ve kterých jeden orgán ovládá několik akčních členů;
4. umístění sekundárních přístrojů a ovladačů, nutných jen pro relativně ojedinělé operace (příprava na spouštění bloku), na pomocné panely umístěné na operačním sále velínu, ale mimo hlavní regulační smyčku (na stranu nebo za operátory). V případě velkého množství pomocných systémů, jejichž řízení přímo nesouvisí s řízením hlavního technologického procesu, lze pro ně zorganizovat speciální panel pomocných systémů (ASB), umístěný v těsné blízkosti provozního okruhu hlavní velín.

Dalším způsobem, jak snížit zátěž operátorů, je usnadnit dešifrování příchozích informací a nalezení potřebných ovládacích prvků. K tomuto účelu využívají zejména moderní systémy řízení procesů mnemotechnická schémata. Představují zjednodušený obrázek technologického schématu zařízení se symbolickými obrázky hlavních jednotek (výměníky tepla, čerpadla). V místech, kde jsou umístěny snímky příslušných jednotek a také uzavíracích těles, jsou stavová signalizační zařízení (žárovky se světelnými filtry), v místech, kde jsou umístěny snímky regulačních orgánů - poloha indikátory.


Obrázek 1.4. Příklad obrázku technologická linka na mimickém diagramu
1 - mnemotechnický symbol čerpadla s indikátorem stavu, 2 - mnemotechnický symbol ventilu s indikátorem stavu, 3 - indikátor polohy regulačního orgánu; 4 - mnemotechnický symbol zásobníku, 5 - ovládací tlačítko čerpadla; 6 - tlačítko ovládání ventilu, 7 - tlačítko ovládání regulátoru, 8 - indikátor odchylky tlaku, 9 - indikátor odchylky hladiny, 10 - filtr červeného světla, 11 - filtr zeleného světla

V některých případech mnemotechnický diagram obsahuje zařízení, která ukazují hodnoty procesních parametrů, a také zařízení, která signalizují odchylky těchto parametrů od normy. Pokud je mnemotechnický diagram umístěn v dosahu operátorů, jsou na něm instalovány i ovládací prvky (obr. 1 4).

a - se samostatným dálkovým ovládáním; b - s připojeným dálkovým ovládáním, 1 - vertikální panely, 2 - dálkové ovládání; 3 - stolní deska; 4 - vertikální panel, 5 - šikmý panel


Obr. 15. Možnosti uspořádání provozního okruhu velínu (sekce): Obr.
Konstrukčně je provozní obvod velínu obvykle proveden ve formě vertikálních přístrojových panelů a samostatné konzoly (obr. 1.5, a). Na vertikálních panelech jsou umístěny velké nástroje, stejně jako mimická schémata a zřídka používané ovládací prvky. Když je mimický diagram umístěn v horní části konzoly, je obvykle nakloněn, aby se zlepšila viditelnost. Provozní část konzoly tvoří nakloněná (případně vodorovná) deska stolu, na které jsou umístěny ovládací prvky, indikátory polohy pro vypínací a ovládací prvky a indikátory stavu pomocných elektromotorů.


Obr. 1 6. Možnosti uspořádání provozního okruhu velínu (plán) Obr.
a - obloukový, b - lineární, 1 - ovládací panely, 2 - dálkové ovládání, 3 - stůl dálkového ovládání, 4 - pomocné panely; I - III - kontrolní zóny pro reaktor, parogenerátory a turbogenerátory

V některých případech jsou na desce stolu i na vertikální konzole umístěny mnemotechnické diagramy. Konzoly obsluhované jedním operátorem mají značnou délku (až 5 m) a při přechodových režimech operátor pracuje ve stoje. Ve stacionárních režimech, kdy je objem ovládacích operací malý, může operátor pracovat vsedě. K tomuto účelu je na dálkovém ovladači speciální tlačítko pracoviště, v jehož blízkosti se nacházejí nejdůležitější kontrolní a řídící orgány. Stolní deska tohoto pracoviště musí být bez přístrojů, aby obsluha mohla používat pokyny, dělat si poznámky apod. Často je takové pracoviště organizováno nikoli na dálkovém ovládání, ale na speciálním stolku s dálkovým ovládáním, na kterém je umístěn pouze telefon. , a moderní systémy- a komunikační zařízení s počítačem
Pomocné panely (jako panely místního ovládacího panelu) obvykle nemají samostatné konzoly, ale jsou vyrobeny v připojeném provedení (obr. 1.5, b) a pracují na těchto konzolách zpravidla ve stoje.
V zásadě existují dvě běžné možnosti uspořádání provozního okruhu dispečinku: obloukové a lineární (obr. 1.6). Typicky je jednotka ovládána dvěma nebo třemi operátory z jedné, dvou nebo tří konzol. Pro snadný přístup k vertikálním panelům jsou mezi konzolami vytvořeny mezery.
Přímo před konzolami jsou umístěny ovládací panely, po stranách a vzadu pomocné panely. Ve středu operační místnosti velínu je obvykle umístěna pultová konzole pro vedoucího směny jednotky (nebo vrchního operátora). U stejného stolu mohou být přidělena pracoviště operátora pro práci vsedě.
Umístění přístrojů a přístrojů na panelech a konzolách velínu se řídí sekvenčním technologickým principem, tj. zleva doprava, v souladu s technologickým postupem (reaktor - hlavní oběhové čerpadlo - parogenerátory - turbogenerátory). V souladu s tím jsou levé pomocné panely přiděleny pro ovládání reaktoru a parogenerátorů, pravé - turbogenerátory.
V místnosti provozního okruhu velínu je zajištěno stanovené osvětlení panelů a konzol (200 luxů), teplota (18-25 °C) a vlhkost (30-60 %) vzduchu; Hladina hluku by neměla překročit 60 dB. Velíny jsou zhotoveny podle speciálního architektonického návrhu, který zohledňuje estetické a inženýrské požadavky. Musí být zajištěn přístup kabelového toku ke všem zařízením rozvaděče. Velín musí splňovat bezpečnostní normy, normy požární bezpečnosti a pravidla elektroinstalace.
Provozní okruh velínu zabírá pouze část všech velínů. Významnou plochu zabírají neprovozní panely. Typicky je operační okruh umístěn v centrální části dispečinku a neprovozní panely jsou umístěny v místnostech po stranách operačního sálu. Existují dispozice, ve kterých jsou pod operačním sálem umístěny neoperativní panely. S ohledem na značné množství kabelových propojení mezi operačním okruhem dispečinku a počítačem je rovněž snahou o přiblížení počítačové učebny operačnímu sálu.
Záložní ústředna (RCC) je umístěna ve speciální místnosti, která je od velínu oddělena požárně odolným plotem nebo je od ní oddělena v určité vzdálenosti, ale tak, aby k ní mohl být zajištěn neomezený přístup a v minimálním čase. Objem monitorovacího a řídicího zařízení instalovaného na velínu musí být dostatečný pro normální odstavení bloku i v případě havárií na technologickém zařízení, za předpokladu splnění všech bezpečnostních požadavků.

Ovládací panel (ovládací panel) je technický prostředek pro zobrazování informací o technologický postup provozu energetických bloků v elektrárnách a obsahující potřebné technické prostředky pro řízení provozu elektroinstalace (přístroje, přístroje a ovládací klíče, poplašná a ovládací zařízení). Ovládací panel (ústředna) slouží k řízení provozu všech zařízení bloků a koordinovanému řízení provozu. Vedoucí operátoři a operátoři bloků umístění v prostorách dispečinku zajišťují běžný provoz bloků stanice.

Velín slouží ke spouštění turbín, spouštění generátoru, jeho přivádění k napájení, synchronizaci generátorů, dálkovému ovládání bezpečnostních systémů a také zapínání pomocných systémů.

Ovládací panel je umístěn v hlavní budově elektrárny. Rozvaděče bývaly vybaveny vertikálními panely a šikmými panely, na kterých byla umístěna ovládací a monitorovací zařízení. Tyto konzoly a panely jsou uspořádány do oblouku pro lepší viditelnost. Vpravo a vlevo od konzol by mohly být nefunkční obvodové panely s ochrannými zařízeními pro kotel, turbínu a generátor.

Ovládací panel jaderné elektrárny má své vlastní charakteristiky. Vzhledem k tomu, že se provozní personál jaderné elektrárny nemůže na místě seznámit se stavem zařízení radioaktivního okruhu, je objem technologických informací v jaderných elektrárnách rozsáhlejší než u tepelných elektráren.

Ovládací panel jaderné elektrárny se skládá z provozní a neprovozní části. V provozní části jsou konzole, panely s ovládáním, dálkovým ovládáním a regulací. V neprovozní části jsou panely pro periodické řízení, elektronickou regulaci, logické řízení a technologickou ochranu.

Hlavní, centrální a blokové ovládací panely jsou instalovány ve speciálních místnostech, které musí splňovat požadavky na pohodlné umístění a údržbu. V hlavní budově stanice jsou zpravidla umístěny blokové ústředny, které obsahují ovládací a monitorovací zařízení nejen elektrických, ale i technologických zařízení. Poskytnout normální podmínky Práce personálu ve velínu zahrnuje instalaci klimatizace.

Hlavní, centrální a blokové ovládací panely obvykle zabírají speciální místnost, která musí splňovat různé požadavky jak z hlediska zajištění komfortních pracovních podmínek pro obsluhujícího personálu, tak z hlediska racionálního uspořádání panelů.

Světelné signály pro stav zařízení se zobrazují na ovládacím panelu (MCR). Výskyt světelných signálů je doprovázen zvukovým procesním alarmem.

Místnosti ústředny jsou zvukotěsné a vybavené přívodem klimatizačního vzduchu.

Blokové ústředny také poskytují nouzový procesní poplach, který upozorní osobu ve službě.

U elektráren, jako jsou kogenerační jednotky, se řízení pomocných elektromotorů provádí z místních (blokových, dílenských) panelů: v oddělení kotlů - z panelu kotle, v oddělení turbín - z panelu turbíny atd. Hlavními prvky hlavního okruhu jsou generátory, transformátory, VN vedení, pomocné napájecí prvky jsou ovládány z hlavního ovládacího panelu hlavního dispečinku.

U blokových elektráren jsou IES vybaveny blokovými ovládacími panely (MCC) a centrálním ovládacím panelem (CCC). Velín řídí elektroinstalace jednoho nebo dvou sousedních energetických bloků včetně vlastních potřeb a dále řízení a sledování provozního režimu kotelních jednotek a turbín.

Centrální rozvaděč ovládá vysokonapěťové jističe, záložní pomocné transformátory, záložní sítě a také koordinuje provoz energetických bloků elektrárny.

Řízení u vodních elektráren se provádí převážně z velínu. Mnoho vodních elektráren je řízeno dispečerem energetické soustavy pomocí telemechaniky.

U rozvoden se zjednodušenými schématy (bez spínačů VN) nejsou k dispozici speciální ovládací panely. Spínání v takových rozvodnách se částečně nebo úplně provádí z řídicích center pomocí telemechaniky. Složité operace provádí operační terénní tým (OTB).

U výkonných rozvoden 110 kV a výše jsou podle schémat s VN spínači vybudovány obecné řídicí body rozvodny (SCU), z jejichž centrálního panelu jsou řízeny transformátory, vedení 35 kV a výše, baterie a provoz rozvodny. hlavní prvky rozvodny jsou řízeny. Řízení vedení 6-10 kV se provádí z rozváděče 6-10 kV. V blízkosti ovládaného objektu jsou instalovány místní ovládací panely. Pro ně se používají panely uzavřeného typu nebo rozváděče 0,5 kV.

Hlavní a centrální ovládací panely v moderních elektrárnách jsou umístěny ve speciální místnosti v hlavní budově na straně trvalého konce nebo ve speciální budově sousedící s hlavním rozvaděčem (u tepelné elektrárny) nebo v blízkosti otevřených rozvaděčů ( v elektrárně).

Umístění konzol a panelů, osvětlení, výmalba, teplota místnosti rozvaděče, umístění a tvar přístrojů, ovládací klávesy se volí na základě vytvoření nejlepších pracovních podmínek pro obsluhující personál.

JE jsou vybaveny blokovými velíny (hlavní dispečink), záložními dispečinky (velíny) a centrálními dispečery (centrální dispečinky).

Každý reaktorový blok vyžaduje velín navržený pro centralizované řízení hlavní technologické instalace A. hlavní procesní zařízení během spouštění, normálního provozu, plánované odstávky a havarijních situací. Velín ovládá spínače generátorů a transformátorů. n., záložní napájecí vstupy s. n. 6 a 0,4 kV, spínače pro elektromotory. energetické jednotky, buzení generátorů, dieselagregáty a další nouzové zdroje, hasicí zařízení pro kabelovny a transformátory energetických jednotek.

Velín každého bloku jaderné elektrárny je umístěn v samostatné místnosti (hlavní budova nebo samostatná budova).

Pro každý reaktorový blok jaderné elektrárny je k dispozici záložní ovládací panel (RCR), ze kterého je možné nouzově zastavit reaktorové zařízení a havarijně jej vychladit při zajištění jaderné a radiační bezpečnosti, pokud to z nějakého důvodu nelze hotovo s velínem. Velín musí být izolován od hlavního velínu, aby nebyly ovlivněny oba panely ze stejného důvodu. Ovládací panel ovládá dieselagregáty a další nouzové zdroje, jakož i sekční spínače v rozváděči 6 kV pro pomocné potřeby.

Pro prvky zabezpečovacího systému je zajištěno duplicitní nezávislé dálkové ovládání z velínu a velínu.

Velín JE ovládá spínače vysokonapěťových linek, komunikační autotransformátory, agregáty generátor-transformátor, ale i spínače záložních transformátorů. n. včetně sekčních výhybek pro záložní linky. Z centrálního dispečinku jsou ovládána hasicí zařízení kabeloven závodu a transformátory ovládané z centrálního dispečinku.

Zpočátku byl dispečink umístěn v hlavní budově prvního bloku jaderné elektrárny. V současné době je dispečink umístěn v samostatné budově, oddělené od hlavních budov energetických bloků.

U jaderné elektrárny se dispečink skládá z provozní a neprovozní části. V provozní části jsou konzole, panely s ovládáním, dálkovým ovládáním a regulací. V neprovozní části jsou panely pro periodické řízení, elektronickou regulaci a logické řízení technologických ochran.

Požadavky na osvětlení ovládacího panelu

Ovládací panel (CR) sleduje a řídí provoz elektrárny (rozvodny). Náplní práce obsluhujícího personálu ve velínu je sledování odečtů přístrojů a signálů, provádění úkonů pro spínání a uvádění jednotek do provozu, vedení trvalých záznamů atd. Odečty téměř všech přístrojů se musí na značnou vzdálenost lišit. Během služby musí být personál velínu neustále připraven reagovat na mimořádné události.

Osvětlení musí být jednotné v celé místnosti; Na zařízeních by neměly být žádné odlesky ani stíny. Světelné povrchy s vysokým jasem, odlesky a ostré kontrasty jasu různých povrchů by se neměly dostat do zorného pole služebního personálu. Okolní pozadí a architektonický návrh místnosti by měly být změřeny, aniž by odváděly pozornost personálu ve službě. Jas svítících ploch osvětlovacích zařízení by měl být nízký. V místnosti velínu je nutné zajistit požadované osvětlení na horizontálních úrovních, zejména na pracovních. vertikální plochyštítové panely.

Dle plánu projektanta a osvětlovače může být velín osvětlován svítícími plochami (světelný strop, lišta apod.), odraženým světlem nebo systémem kombinující tato zařízení.

Při osvětlení svítícími plochami nebo odraženým světelným zařízením musí být zajištěny vhodné konstrukce pro skryté umístění osvětlovací tělesa a rozvody osvětlení. Je velmi důležité zajistit pohodlnou a bezpečnou údržbu osvětlovacího zařízení, protože v místnostech velínu, které jsou často poměrně vysoké, je obrovské množství rozvaděčových panelů, kritických zařízení a přístrojů.

Nejvhodnější podmínky pro provoz jsou vytvořeny při obsluze osvětlovacích zařízení z průchozího technického podlaží. Realizace světelných instalací s velkými svítivými plochami, obsluhovaných z průchozího technického podlaží, je však spojena se složitější konstrukcí, zvýšenými náklady a zvýšenou spotřebou energie na osvětlení. Z těchto důvodů je u rozvoden a malých elektráren osvětlení prostoru velínu realizováno závěsnými, stropními nebo zářivkovými svítidly zabudovanými ve stropě se stínícími sítěmi nebo difuzory. Takový osvětlovací systém pro ovládací panel je také přijat v těch případech, kdy je konstrukčně nemožné instalovat složitá osvětlovací zařízení v místnosti.

Jak již bylo uvedeno výše, pro vytvoření běžných pracovních podmínek v místnosti ústředny je nutné eliminovat možnost odraženého oslnění na skle a vznik stínů na přístrojích rozvaděče, jakož i odrazy a odrazy na předmětech a částech ústředny. vybavení ovládacího panelu. Vytvořit Lepší podmínky pozorováním různých údajů ze zařízení a neunavováním očí byste neměli vytvářet ostrý rozdíl mezi jasem různých prvků místnosti.