核电厂备用循环冷却水系统的DCS设计.pdf

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1、核电厂备用循环冷却水系统的DCS设计彭岚核电厂备用循环冷却水系统的DCS设计彭岚(秦山第三核电有限公司设备管理处浙江海盐，314300)摘要：根据秦山第三核电厂备用循环冷却水系统的运行特点和控制要求，对其仪控设计采用了集散控制方式，并采用浙大中控WebFieldECS-100系统对控制系统进行了整体设计。关键词：核电厂；集散控制系统(DCS)；备用循环冷却水系统Abstract：Accordingtooperationfeatureandcontrolrequirementsofbackuprecirculationcoolingsystem,th

2、edistributedcontrolsystemisdesignedwithSUPCONWcbFieldECS·100．Keywords：Nuclearpowerplant；Distributedcontrolsystem(DCS)；Backuprecirculationcoolingsystem中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1001-9227(2∞8)04-0042-030引言秦山第三核电厂备用循环冷却水系统是个封闭的除盐水冷却系统，该系统的主要功能是在电站循环冷却水系统需要退出检修时，代替原系统向反应堆系统的重要设备提供冷却水

3、，保证了核电厂停堆检修期间余热有效的排出并确保反应堆始终处于安全状态。该系统采用了泵组等较多大型工艺设备，其过程测量和控制量较多，按照核安全导则HADl02／09《核电厂最终热阱及其直接有关的输热系统》的要求，安全可靠是该系统仪控设计的根本原则，操作控制权限的有效分配也是设计的重点。备用循环冷却水系统主要由泵的出口压力、水箱液位等控制回路构成，在采用就地指示仪表的同时，系统中的流量、压力、温度、液位信号均送入DCS集中显示、报警和控制。经过方案优选，选用了浙大中控的WebFieldECS一100型DCS系统。ECS一100控制系统具有先进的现场总线

4、技术、嵌入式软件技术、控制技术与网络技术。系统特点：●基于32位处理器模块、快速I／O采样技术；●完善的可靠性技术、抗干扰技术；●可靠的软硬件核心，保障系统安全与兼容性：OI／O总线全面采用符合EPA标准的高速全冗余以太网。I系统总体方案描述本方案的ECS-100DCS系统配置了1个控制站、1个工程师站、2个操作站：冗余配置的与现场控制站通讯的实时数据过程控制网：监控计算机之间通讯的操作网。现场信号通过端子板预处理后被送至现场控制站，经过I／O卡件转换处理和主控制卡控制运算后由网络通讯卡发送收稿日期：2008-05—2642给操作员站，并由操作员站

5、进行历史存储、在线显示、图形显示和报警监视，工程师站完成系统组态、故障诊断、历史趋势、过程报警等功能。图1是DCS系统的组成。<=二二蔓墅堕蔓[==>图1DCS整体结构2设计的安全可靠性对于核电厂的仪控设计，多样性、冗余性是保证安全可靠的重要手段。●多样性：由于系统的重要性，控制回路中有模拟仪表、就地指示式仪表、以及智能型仪表，完成不同功能的同时也便于各种仪表读数的比对以及缺陷排查。●冗余性：系统中容易出现故障的部分、对系统本身正常工作有重要影响的部分、对现场设备具有重要影响的部分都需要采用冗余设计。这条原则贯穿于整个DCS系统的设计。a)电源回路

6、：采用双电源回路冗余供电，电源由两路220VAC厂用电送给DCS控制机柜，柜内配置两路UPS，每一《自动化与仪器仪表》2008年第4期(总第138期)路电源经过电源母排分电，分别给现场控制柜、工程师站、现场仪表24VDC电源和现场仪表220VAC电源供电(见图2)。DCS系统内部的电源模块(5V、24V)采用冗余配置，系统为现场仪表供电的电源也冗余。任何一路电源失电，产生故障报警的同时，系统依然保持正常运行。第一路220V^C来自电气图2供电方案示意图b)卡件冗余在安全可靠以及经济性之间平衡，设计人员决定在重要的控制回路如泵的启停控制、水箱电动阀的

7、开关动作逻辑回路中所涉及到的I／0卡，采用主从卡冗余设计，当主卡出现故障后，从卡进行无扰切换，确保系统不会因单个硬件设备的故障而影响正常运行。基于WebFieldECS-100的特点，DCS控制卡亦为冗余配置。C)控制网络冗余本系统的过程控制网为冗余的工业以太网。它直接连接了系统的控制站、操作员站和工程师站，是传送过程控制实时信息的通道。●控制站网络控制站与过程控制网的通讯采用双冗余模式(参照图1和图2)。程控制同控制柜图3控制柜与过程控制网通讯图控制站内部配置冗余的主控制卡，过程控制网由冗余配置的交换机(A、B)构建。正常情况下主控卡1通过屏蔽双

8、绞线a与过程控制网A通讯；当屏蔽双绞线a故障时，主控卡l通过屏蔽双绞线b与过程控制网B通讯。如果主控卡1故障，处于冗余备用