Система автоматизованого контролю залишковогоресурсу обладнання реакторної установки атомної
Бібліографічний опис:
Системи автоматичного управління та контролю є невід'ємною частиною сучасних атомних електростанцій та відіграють важливу роль у забезпеченні їхньої надійної та безпечної роботи. Сучасні САУ на АЕС служать для автоматичного управління технологічними процесами та автоматичного контролю параметрів та режимів роботи обладнання атомної електростанції. Особливістю систем для атомних електростанцій є їхня різноманітність за застосовуваними в них технічними рішеннями. Усі САУ та обладнання, що використовуються на АЕС, умовно можна поділити на два види: системи та обладнання, що реалізують транспортно-технологічні операції; системи, що здійснюють контроль, керування та інформаційну підтримку в установках, що реалізують технологічні процеси. Такі системи мають, як правило, розподілену трирівневу структуру:
нижній рівень - датчики, виконавчі механізми та пристрої зв'язку з об'єктом;
середній рівень - обладнання, що містить програмовані логічні контролери (ПЛК) і виконує контроль та управління технологічним процесом;
верхній рівень – пульти управління, робочі місця операторів.
Однією із сучасних систем для атомних електростанцій є система автоматизованого контролю залишкового ресурсу устаткування реакторної установки атомної електростанції (САКОР). Вона призначена для:
виявлення несприятливих навантажувальних факторів від переміщення обладнання, термоударів, термопульсацій теплоносія та оптимізації експлуатаційних режимів;
контролю напруженого стану зон виявлених пошкоджень кишеніколектора парогенератора;
надання технічної підтримки персоналу атомної електростанції при виявленні несприятливих факторів, що навантажують;
оперативної оцінки накопиченого втомного ушкодження у разі непроектного протікання режимів шляхом проведення розрахунків;
контролю накопиченого втомного пошкодження та оцінки залишкового ресурсу корпусу реактора з кришкою, компенсатора тиску, парогенераторів, головних циркуляційних трубопроводів, трубопроводів системи компенсації тиску.
Контроль здійснюється на основі безперервного збору інформації про поточні параметри експлуатації реакторної установки та періодичного розрахунку накопиченого втомного ушкодження з оцінкою залишкового ресурсу металу трубопроводів та обладнання реакторної установки в контрольних (найбільш ушкоджуваних за проектними розрахунками) точках. Під накопиченим втомним ушкодженням розуміється втомне ушкодження в результаті циклічних навантажень.
Крім того, здійснюється автоматизована підготовка та видача документованої інформації про поточний технічний стан елементів та вузлів обладнання реакторної установки, їх циклічну ушкоджуваність на заданий момент часу; забезпечується можливість прогнозу вироблення ресурсу у процесі експлуатації.
Структура системи автоматизованого контролю залишкового ресурсу обладнання реакторної установки атомної електростанції (САКОР) включає:
штатні датчики технологічного контролю, від яких (через сервери ІТТ та ЛОМ) САКОР отримує необхідну інформацію;
первинні датчики лінійного переміщення на гідроамортизаторах;
датчики рівня олії в розширювальних бачках гідроамортизаторів;
первинні датчики термоконтролю з вузлами кріплення натрубопроводах;
лінії та пристрої зв'язку датчиків з пристроєм інформаційно-вимірювальним (УІІ);
лінії та пристрої зв'язку обчислювального комплексу (ВК) системи контролю технологічних параметрів парогенератора (СКТП ПГ) та ВК САКОР з УІІ;
лінії та пристрої зв'язку ВК СКТП ПГ та ВК САКОР з ЛОМ;
пристрій інформаційно-вимірювальний, що складається з семи окремих ящиків з блоками управління, та оснащений блоками прийому сигналу від термометрів опору, від датчиків лінійного переміщення та від датчиків рівня, технологічним комп'ютером для калібрування та налаштування каналів спільно з прикладним програмним забезпеченням, програмою функціонування УІІ та двома блоками керування.
До складу програмного забезпечення САКОР входять:
системне програмне забезпечення на базі операційної системи CentOS 5.4, включаючи діагностичне програмне забезпечення технічних засобів;
ПО прийому-передачі інформації до ВК СКТП ПГ від ЛОМ та ДІВ;
ПЗ виявлення непроектних переміщень обладнання реакторної установки;
прикладне ПО САКОР під ОС Linux;
програмне забезпечення діагностики обладнання;
прикладне ПО САКОР під ОС Windows для експертного аналізу режимів експлуатації з графічними функціями;
програмне забезпечення для обслуговування ДІВ.
Для виконання системою своїх функцій ВК СКТП ПГ та ВК САКОР повинні отримувати інформацію щодо показань датчиків, передбачених у складі системи внутрішньореакторного контролю (СВРК) та штатних датчиків технологічного контролю ІТТ. Для цієї мети має використовуватися штатне обладнання енергоблоку:
штатні датчики тиску, температури, витрати теплоносія, переміщення обладнання, поверхневі термопари, датчикиположення арматури та рівня, встановлені на контрольованому устаткуванні;
систему комутації між штатними датчиками та серверами СВРК, ІТТ.
Інформація надходить з датчиків у сервери СВРК та ІТТ, і через ЛОМ у ВК СКТП ПГ та ВК САКОР.
На рис. 1 представлена схема інформаційних потоків САКОР.
Сигнали від датчиків САКОР приймаються УІІ, перетворюються на цифровий код і передаються паралельними каналами в два сервери ВК СКТП ПГ. Цикл збирання інформації ДІВ становить 1 с. Для передачі інформації в ВК СКТП ПГ УІІ формує пакет даних, що включає аналогові сигнали, отримані від датчиків термоконтролю САКОР, первинних датчиків лінійного переміщення, так і дискретні сигнали датчиків рівня масла в розширювальних бачках гідроамортизаторів. Сформований пакет даних передається з циклом 1 с. Інформація з поверхневих термоперетворювачів опору на хомутах на устаткуванні передається на ВК САКОР через УІІ.
Програми на сервері ІТТ, що формують пакети даних для передачі в ВК САКОР, повинні проводити вибірку зі своїх баз даних показань тільки тих датчиків, які необхідні для роботи САКОР (за попередньо розробленим переліком штатних датчиків).
Мал. 1. Схема інформаційних потоків САКОР
Модуль прийому інформації на ВК СКТП ПГ викликає виявлення непроектних переміщень обладнання РУ, передаючи необхідні параметри в режимі on-line, створює базу даних за показаннями штатних датчиків у спеціалізованій директорії на сервері САКОР у вигляді файлової структури. Інформація за кожну добу заноситься до окремого файлу, якому присвоюється ім'я, що відповідає даті цієї доби.
Розрахунок навантажувальних факторів на обладнання та трубопроводи включає розрахунок тисків, температури тавидатків. Кожному фактору, що навантажує, присвоєний свій ідентифікатор. Для обладнання реакторної установки це завдання вирішується з використанням штатних датчиків переміщень, встановлених на гідроамортизаторах парогенераторів.
Розрахунок напруги в контрольних точках проводиться з використанням бази функціональних залежностей напруги від навантажувальних факторів. На першому етапі складається перелік критичних елементів і вузлів основного обладнання і трубопроводів першого контуру реакторної установки з точки зору проектного циклічного ушкодження циклічного пошкодження, і вибираються точки, що підлягають контролю в рамках визначення залишкового ресурсу. Спочатку вибір критичних вузлів та контрольних точок проводиться на основі аналізу результатів перевірочних проектних розрахунків. Контрольні точки на зварних з'єднаннях трубопроводів з виявленими несплошностями в процесі передексплуатаційного та експлуатаційного контролю підлягають контролю за критерієм зростання втоми дефектів.
- Загальні положення щодо забезпечення безпеки атомних станцій ОПБ -88/97.
- Александров А. А. Таблиці теплофізичних властивостей води та водяної пари. Довідник/А. А. Александров, Б. А. Григор'єв. - М.: Видавництво МЕІ, 1999.
- Система автоматизованого контролю залишкового ресурсу обладнання реакторної установки. Методика розрахунку факторів, що навантажують. ОКБ «ГІДРОПРЕС», 2015.
- Система автоматизованого контролю залишкового ресурсу обладнання реакторної установки. Методика розрахунку переміщень. ОКБ «ГІДРОПРЕС», 2015.
- Система автоматизованого контролю залишкового ресурсу обладнання реакторної установки. склад вихідних даних. ОКБ «ГІДРОПРЕС», 2015.