Основные компоновки БПУ

Современные компоновки БПУ является компромиссным вариантом, так как при их разработке используются как компьютерный способ управления, так и традиционный, основанный на индивидуальных средствах.

При нормальной эксплуатации и нарушениях режима нормальной эксплуатации операторы контролируют и управляют оборудованием блока, используя один интерфейс – мониторы рабочих станций. При аварийных ситуациях с потерей СВБУ контроль и управление системами безопасности осуществляется с панелей безопасности с помощью индивидуальных аппаратных средств, приборов и табло. Для возможности быстрого обзора состояния оборудования и параметров в переходных режимах предусмотрены панель СУЗ и экран коллективного пользования (ЭКП), с помощью которых все операторы, пользуясь единой информацией, могут быстро оценить ситуацию.

Для останова блока в случае потери СВБУ по общей причине на период более двух часов предусмотрена резервная зона, включающая необходимые органы управления и контроля. Резервная зона по управлению и контролю реализуется на панелях реакторного, турбинного отделения и электрической части. На этих панелях осуществляется контроль и управление технологическими системами, наиболее важными для безопасной эксплуатации в ограниченный двумя часами период времени с последующим остановом блока, реализуемый на индивидуальных аппаратных средствах, приборах и табло.

Зона неоперативного управления предназначена для контроля и управления системами вентиляции, пожаротушения, вспомогательными системами. Выделение неоперативного контура управления БПУ-Н с организацией здесь самостоятельных рабочих мест снимает часть нагрузки с основных операторов (ВИУР и ВИУТ) по управлению вспомогательными системами. Это позволяет им уделять больше внимания обеспечению безопасности энергоблока и ведению основного технологического процесса по выработке электроэнергии. Компоновка БПУ АЭС с ВВЭР представлена на рисунке 8.3.1 для варианта с 2-мя каналами безопасности и 3-мя операторами ВИУР, ВИУТ, НСБ.

Зона начальника смены блока (НСБ) представляет собой АРМ с выводом информации из СВБУ. НСБ осуществляет координацию работы всего оперативного персонала энергоблока. Рабочее место НСБ рассматривается как резервное для ситуаций, когда НСБ осуществляет отсюда управление в режимах поддержки ВИУР и ВИУТ при пуске, останове и в быстро протекающих переходных режимах. Рабочее место начальника смены блока оснащено двумя рабочими станциями, средствами промышленного телевидения для контроля обстановки в основных помещениях энергоблока и специальной связью, в том числе с внешними организациями, а также средствами управления ЭКП для вызова режимного видеокадра.

Посты управления проектируются с учетом требований следующих стандартов:

- МЭК-60964 «Проектирование операторских для АЭС» (1989);

- МЭК-60965 «Резервные щиты управления для остановки реактора без доступа к блочному щиту управления» (1989);

- МЭК-61771 «Атомные электростанции. Пульт управления. Проверка и утверждение проекта» (1995);

- ГОСТ 12.2.032‑78 «Рабочее место при выполнении работ сидя»;

- ГОСТ 12.2.033‑78 «Рабочее место при выполнении работ стоя»;

- ГОСТ 21958‑76 «Зал и кабины операторов. Взаимное расположение рабочих мест»;

- ГОСТ 22269‑76 «Рабочее место оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места»;

- ГОСТ 21829-76 «Система человек-машина. Кодирование зрительной информации»;

- ГОСТ 21480-76 «Мнемосхемы».

Рис. 8.3.1. Компоновка БПУ АЭС с ВВЭР, 2 канала безопасности, 3 оператора (проект НВАЭС-2)

Контур оперативного управления БПУ состоит из 11 зон и рассчитан на совместную работу ВИУР и ВИУТ.

В зоне 1 располагаются панели безопасности (ПБ). На этих панелях расположены табло, индикаторы, мнемосхемы и индивидуальные органы управления всех систем и оборудования УСБТ для двух каналов безопасности. Эта зона обслуживается ВИУР в случае неполадок в работе каналов безопасности, когда для введения их в работу требуется управлять ими вручную с помощью ключей управления, расположенных на этих панелях или для опробования систем безопасности. На этих панелях расположены два (по одному на канал) информационных монитора для контроля за работой оборудования систем безопасности при работе оператора у панелей безопасности. Системные блоки для мониторов размещены в помещении БПУ в специальных шкафах напольного исполнения.

В зоне 2 располагается панель СУЗ между панелями безопасности 1 и 2 каналов под углом к панелям безопасности. На ней установлены индикаторы положения органов регулирования СУЗ. В зоне 3 располагаются панели контроля и управления реакторным отделением блока. В зоне 4 располагается экран коллективного пользования для систем реакторного и турбинного отделений. В зоне 5 располагаются панели контроля и управления турбинным отделением блока. В зоне 6 располагаются панели контроля и управления электрической частью станции.

В зоне 7 располагаются АРМ реакторного отделения:

- АРМ УСБ, 2-хдисплейная РС для контроля и управления системами безопасности реакторной установки;

- АРМ НЭ, 2-хдисплейные РС для контроля и управления системами нормальной эксплуатации реакторной установки.

В зоне 8 располагается АРМ СГИУ КЭ СУЗ, 2-хдисплейная РС для контроля и управления подсистемами СУЗ (КЭ СУЗ и СВРК). В зоне 9 располагаются АРМ управления турбинной установкой. Это АРМ НЭ, две 2-хдисплейных РС для контроля и управления системами нормальной эксплуатации турбинной установки. В зоне 10 располагается АРМ и пульт генератора для контроля и управления электрическими системами энергоблока.

В зоне 11 расположено рабочее место НСБ. Место расположения АРМ НСБ учитывает наиболее энергетическую точку зала, которая предусматривает возможность начальнику смены блока охватить взглядом всё пространство БПУ.

Функции, реализуемые на БПУ автоматически с отображением информации об этом оператору:

- сбор, обработка и представление информации о ходе технологического процесса с предупредительной и аварийной сигнализацией при выходе технологических параметров за установленные границы;

- автоматическое регулирование технологических переменных с отображением этих переменных оператору;

- автоматические защиты и частично блокировки с отображением их срабатывания оператору;

- автоматическое программно-логическое управление с отображением ступеней их прохождения;

- автоматическая диагностика состояния технологического и электрического оборудования и ПТК с отображением в виде сообщений по отказам вплоть до блоков электрооборудования и модулей/устройств ПТК;

- автоматическая программная поддержка локальной сети и баз данных, обеспечивающая оператора быстро и качественно представляемой информацией;

- создание архива событий, позволяющего оператору воспроизвести картину протекающего во времени процесса;

- отслеживание единого астрономического времени, отображаемого на видеокадрах;

- автоматический запуск функций систем безопасности с отображением в виде сигнализации их запуска оператору;

- общий надзор и контроль за работой оборудования всего энергоблока с помощью РС промышленного телевидения.

Функции, реализуемые оператором.

Информационные функции:

- анализ информации о ходе технологического процесса, работе технологических аппаратов и их состояний (значения технологических параметров, положения органов регулирования СУЗ РУ, положения запорной и регулирующей арматуры, состояния электроприводов механизмов), неисправностям в электрооборудовании;

- контроль запуска функций безопасности по каналам систем безопасности;

- анализ диагностической информации о состоянии оборудования (технологического, электрического оборудования и ПТК);

- контроль вывода защит и блокировок;

- контроль прохождения тестирующих программ.

Управляющие функции:

- дистанционное управление исполнительными органами;

- дистанционный запуск функций безопасности после снятия 30-ти минутного запрета на действия оператора;

- запуск программ функционально-группового управления;

- ввод/вывод защит и блокировок;

- тестирование каналов управления;

- команды персоналу с использованием средств связи на управление по месту.

Вспомогательные функции:

- запуск системы СВБУ;

- использование архива событий с целью представления информации по технологическому процессу за определённый промежуток времени.

Большое значение для организации деятельности операторов имеет структура систем верхнего блочного уровня, которая организует работу всех дисплеев. Эта структура такова, что в пределах своего рабочего места каждый из операторов (ВИУР и ВИУТ) может получать необходимую информацию на любой из рабочих станций. Например, всю информацию о состоянии систем безопасности ВИУР может получить не только с экранов дисплеев безопасности, но и на дисплеях зоны управления системами нормальной эксплуатации.

Структура АРМ построена таким образом, что единичный отказ любой РС СВБУ в рамках одного рабочего места оперативного контура управления не приводит к потере возможности контроля и управления. На рабочих местах операторов-технологов РО и ТО для этой цели размещены не менее трех РС, которые способны полностью резервировать функции друг друга. При отказе одной из них оператору необходимо осуществить перегруппировку информации на оставшихся в работе РС.

Важнейшая функция для операторов - функция сигнализации - состоит в привлечении внимания операторов БПУ к возникшему событию для принятия ими решения по дальнейшему ведению технологического процесса. Сигнализация охватывает:

- индикацию положения объектов управления и выдачу информации о неисправности или неготовности к управлению;

- технологическую сигнализацию о выходе параметра за заданные уставки –аварийная сигнализация и предупредительная сигнализация;

- сигнализацию срабатывания защит, аварийного отключения механизмов, возникновения отдельных событий, например, пожар, к которым необходимо привлечь внимание персонала;

- вызывную сигнализацию при неисправностях на МПУ, сборках питания арматуры и т.п.;

- сигнализацию о неисправностях в средствах автоматизации;

- информационная поддержка – сигнализация по состоянию критических функций безопасности, готовности каналов СБ, СВРК и диагностике оборудования.

Для привлечения персонала к возникшему событию сигнализация выполняется светозвуковой с разными звуками (отличающиеся по тону и громкости) для разных групп событий:

- пожар;

- АЗ;

- аварийная сигнализация;

- предупредительная сигнализация.

Табло сигнализации основных защит и наиболее важных параметров вынесены в верхнюю часть панелей и имеют увеличенный размер, находятся постоянно в зоне особого внимания операторов.

Общая схема использования дисплеев систем безопасности (СБ) в аварийных ситуациях следующая. После автоматического срабатывания УСБ на дисплеях отображается название сработавших систем, время срабатывания, эффективность и полнота защитных мер. Оператор проверяет по этой информации работу всех систем защиты, а при сбое или отказе прибегает к ручному управлению с ПБ. В дальнейшем информация с дисплеев СБ помогает оператору в реализации послеаварийных процедур посредством постоянного отображения процесса и его прогнозирования на ближайший период. При отказах дисплеев СБ оператор (ВИУР) в зоне ПБ организовывает расхолаживание реакторной установки с контролем по индивидуальным приборам расходов, температур, уровней в баках, концентрации борной кислоты, подаваемой в первый контур. В этой ситуации НСБ оказывает поддержку ВИУР, работая в резервной системе.

На панелях безопасности размещены кнопки дублирования срабатывания основных функций безопасности. С помощью этих кнопок оператору предоставляется возможность осуществить запуск основных функций безопасности при возникновении отказов или неисправностей в схемах запуска этих функций в автоматическом режиме.

Между ПБ 1 канала СБ и ПБ 2 канала СБ расположена угловая вставка СУЗ. На ней располагаются:

в верхней части табло с сигналами о неисправностях СГИУ;

в средней части панели в зоне располагаются обобщённые индикаторы, представляющие грубо (по зонам) положения 12-ти групп органов регулирования СУЗ. Такое размещение позволяет ВИУР из своего нормального положения «сидя» получать обобщающую информацию о положении всех групп ОР СУЗ.

Двухмониторная резервированная рабочая станция, входящая в состав КЭ СУЗ (АРМ КЭ СУЗ), предназначена для реализации функций мониторного управления КЭ СУЗ и представления информации по КЭ СУЗ и СВРК. Указанная рабочая станция может работать в 3-х режимах: в режиме представления информации от КЭ СУЗ, в режиме представления информации от СВРК, в режиме один монитор – на КЭ СУЗ, второй монитор – на СВРК. В случае выхода одного из мониторов из строя, на втором мониторе отображается обобщенный видеокадр КЭ СУЗ-СВРК с деградацией функций.

Пультовая приставка к дисплеям СУЗ содержит органы управления СГИУ, кнопки аварийной остановки реактора, кнопку УПЗ и ПЗ-1, устройство выставления уставок в аппаратуре контроля нейтронного потока (АКНП) и др. Индивидуальных приборов контроля параметров реактора пультовая приставка не содержит.

Панели нормальной эксплуатации реакторного и турбинного отделений выполняют следующие 4 функции:

представление информации оперативному персоналу для оценки состояния безопасности реакторной установки путем контроля основных параметров безопасности;

представление всем трём операторам – ВИУР, ВИУТ, НСБ – информации на ЭКП по параметрам текущего технологического процесса с целью обеспечения единого понимания сути происходящего;

расположение резервных средств контроля и управления в нижней части и средств резервного представления информации на основной площади;

компенсация недостатков поканального способа расположения средств контроля и управления на ПБ путем интегрированного представления информации о состоянии некоторого оборудования с использованием функционального способа.

Схема расположения элементов контроля, управления и сигнализации на панелях нормальной эксплуатации БПУ приведена в разделах 8.5 и 8.6. Центральную часть панелей нормальной эксплуатации занимает ЭКП. Рабочие места ВИУР и ВИУТ по управлению системами нормальной эксплуатации реакторного (зоны 7 и 8) и турбинного (зоны 9 и 10) отделений организованы однотипно: каждое рабочее место содержит двухдисплейные рабочие станции, и здесь же на пультовых приставках перед дисплеями может располагаться часть резервной системы контроля и управления.

Зона управления электрической частью (зоны 6 и 10) состоит из 2-х дисплеев и индивидуальных средств контроля и управления на двух вертикальных панелях. Справа от АРМ ВИУТ располагается пульт контроля и управления генератором. Для управления оборудованием электрической части энергоблока не предусматривается присутствие на БПУ постоянного оператора – специалиста по электрической части. Но структура зон 9 и 10 такова, что здесь могут работать совместно турбинист и электрик, не мешая друг другу. Общий надзор за состоянием электрической части осуществляют ВИУТ и НСБ по информации с панелей и пультов. Все переключения в этой части выполняет вызываемый специалист-электрик из состава смены электроцеха, а при необходимости в аварийных ситуациях – НСБ.

Оборудование связи в составе рабочего места НСБ – основной центр по организации связи со всеми внешними и внутренними абонентами. Здесь организовывается максимальное количество устройств прямого вызова (кнопки), связь с внешними контролирующими и административными органами, энергосистемой. На всех остальных рабочих местах БПУ, в том числе на панельных конструкциях зоны безопасности, располагаются телефоны связи только в пределах площадки энергоблока с подчиненным оперативным персоналом и с ограниченным количеством устройств прямого вызова (15÷20 кнопок). Все рабочие места оборудуются системами громкоговорящей связи. Все переговоры оперативного персонала при эксплуатации системы связи регистрируются в журналах событий стойки регистрации таким образом, чтобы они точно отражали событие в реальный момент времени. Ведение журнала переговоров оперативного персонала осуществляется непрерывно с обеспечением автоматического резервного копирования информации на резервную стойку регистрации, при этом процесс резервирования не оказывает влияния на нормальную работу системы связи.

Оборудование системы промышленного телевидения (СПТ) в составе рабочего места НСБ предназначено:

- для наблюдения за технологическим процессом и состоянием оборудования энергоблока с целью визуального контроля и раннего обнаружения аварийных ситуаций с видео документированием их развития;

- для проведения поисковых и аварийно-спасательных работ на энергоблоке;

- для информационной поддержки персонала.

В составе функций СВБУ реализована функция защиты от несанкционированного доступа к управлению блоком через СВБУ, а также представление информации и регистрации произведённого доступа (открытие дверей и пр.) в средства низовой автоматики. Одним из средств физзащиты блока является система управления доступом. Среди функций, выполняемых этой системой, есть функция обеспечения санкционированного доступа в охраняемые зоны и помещения. БПУ отнесён к таким помещениям. Система управления доступом ограничивает доступ в помещение оперативного контура БПУ для лиц, не входящих в состав смен, как в процессе нормальной эксплуатации, так и в аварийных ситуациях.

Неоперативный контур управления БПУ предназначен для управления технологическими системами, являющимися вспомогательными или обеспечивающими по отношению к основным технологическим системам. Эта зона обслуживается по мере

необходимости и включает следующие АРМ:

рабочее место оператора СВО, предназначено для контроля и управления СВО;

рабочее место оператора систем вентиляции, предназначено для контроля и управления системами вентиляции;

рабочее место оператора СВРК, предназначено для информационной поддержки персонала;

рабочее место оператора СКУД, предназначено для информационной поддержки персонала;

рабочее место оператора противопожарных систем, предназначено для контроля за противопожарными системами.

Центр технической поддержки (ЦТП) располагается в помещении, непосредственно прилегающем к БПУ и оснащается мониторами для работы одновременно трех-четырех специалистов. При нормальной работе энергоблока ЦТП не функционирует; при аварийной ситуации, когда основному оперативному персоналу требуется помощь, на ЦТП прибывает бригада технических специалистов для проведения более углубленного анализа состояния энергоблока. На основании информации с мониторов специалисты разных направлений работают в режиме информационной поддержки основных операторов; при необходимости через ЦТП осуществляется связь с внешними организациями для решения диагностических задач высокой степени сложности.

Объем информации и количество органов индивидуального управления на панелях и РС БПУ рассчитаны исходя из технологической последовательности действий операторов при потере дисплеев СВБУ. В случае отказа СВБУ станция может продолжать работать в течение двух часов, после чего реактор должен быть остановлен.

Верификация и валидация БПУ проводится в соответствии с МЭК 61771 «Атомные электростанции. Главная пультовая. Проверка и утверждение проекта» и выполняется поэтапно. Каждый шаг процесса верификации и валидации должен включать в себя следующие мероприятия:

- подготовку к проведению верификации и валидации;

- оценку результатов верификации и валидации;

- решение по результатам верификации и валидации.

Подготовка к проведению верификации и валидации включает в себя следующие важные действия:

- разработку критериев оценки (для того, чтобы подготовить оценку и решение);

- определение методологии верификации и валидации;

- идентификацию исходных документов. Должно быть подтверждено, что проектная документация на станцию, которая прямо воздействует на проект БПУ, следовала процессу верификации и валидации;

- организацию группы оценки верификации и валидации;

- определение рабочего места и оборудования для группы оценки;

- определение графика для экспертизы.

Наличие двух групп панелей систем безопасности, оснащённых индивидуальными приборами и органами управления, обеспечивает работоспособность при единичном отказе вплоть до отказа одного канала УСБ. БПУ обеспечен условиями для работы персонала, включая резервированную вентиляцию от САЭ каналов СБ и автономной системы жизнеобеспечения. Освещение выполнено с учётом требований норм и исключения бликов стеклянных приборов и мониторов РС.

Для исключения отказа по общей причине БПУ и РПУ в проекте приняты следующие решения:

- физическое разделение помещений с размещением таким образом, чтобы внешняя причина (например, пожар) не вывела из работы БПУ и РПУ;

- автономность электропитания, вентиляции и прочее каждого из пунктов управления;

- развязка аппаратуры БПУ и РПУ, исключающей влияние неисправностей на одном из постов вследствие, например, пожара, на возможность контроля и управления с другого поста.

На рис. 8.3.2 и 8.3.3 приведены компоновки БПУ для некоторых других проектов, но их функциональное и зональное деление, а также объем выполняемых задач соответствует выше приведенному описанию.

Рис. 8.3.2. Компоновка БПУ АЭС с ВВЭР, 4 канала безопасности, 3 оператора (проект ЛАЭС-2)

Рис. 8.3.3. Компоновка БПУ АЭС с БН-800, 3 канала безопасности, 4 оператора (проект БАЭС-2, рабочее место НСБ не показано)

Дата добавления: 2015-07-08