數字化的反應堆保護系統

張利剛 牛強

摘 要：介紹福清1號機組基于Triconex的反應堆保護系統硬件結構、網絡布局、軟件應用，從而使電廠維護在安全界限以內，以及從調試準備的角度介紹文件、工具、物資、人員準備情況。

關鍵詞：tricon RPR（反應堆保護系統）SVDU 軟件 PLM RTS ESFAS

中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（a）-0135-01

福清1號機組反應堆保護系統RPR采用Invensys基于Triconex硬件平臺，采用Tristation1131軟件平臺實現對RPR系統設備的構成，實現對RPR系統對電廠安全狀態的保護。

1 福清1號機組反應堆保護系統分為反應堆停堆系統和專設安全驅動系統。

福清1號機組反應堆保護系統RPR采用Invensys旗下Triconex系統，包括反應堆停堆系統RTS和安全專設系統ESFAS，RTS包括四個冗余的保護通道，ESFAS包括分為A、B兩列實現驅動專設安全設施功能。

一個通道中的兩個子通道相互獨立，停堆信號是子通道1和子通道2經過或運算輸出，此通道的停堆信號經硬接線連接輸出到與之對應的停堆斷路器失壓線圈UV，停堆信號一經觸發，UV線圈失電，反應堆停堆。

專設安全系統ESFAS：專設系統ESFAS分為A、B兩列，每一列分為子列A和子列B，專設從擴展到停堆系統的擴展機柜采集數據，或者通過遠程通訊機架從停堆系統擴展到專設系統中的擴展機架采集數據。專設擴展到停堆系統的遠程通訊機架由所在機柜供電。

專設每列分為2個子系統，每個子系統從對應的停堆系統接收“部分停堆信號”，經過四取二邏輯處理，系統級專設動作信號產生并通過硬接線送到PLM。從ECP發送過來的手動命令也發送到PLM，通過兩種途徑：一是通過專設系統發送到PLM；另一種是通過硬接線傳送到PLM。PLM模塊將經過優選之后的驅動信號輸出至執行機構。

2 RPR和SVDU網絡結構

對于反應堆保護系統，自身有一套專屬的安全級網絡，有兩個相互獨立的子網組成，對應于兩列。每列的網關連接有4個SVDU和RPS的數據服務器，每列的四個SVDU分布在以下四個位置：2個在操作員盤臺operator console，1個在值長位置supervisor console，1個在遠程停堆站處RSS盤臺上。

3 RPR網絡結構組態和tricon機架組態

SVDU通訊采用客戶端/服務器模式，其中2個座位冗余的數據采集服務器。位于supervisor處的SVDU座位主用服務器直接和RPS數據服務器通訊。備用的SVDU服務器位于RSS，并監視主用服務器的活動狀態，當主服務器故障時RSS備用服務器投用。其他兩個用作操作員站的SVDU通過基于RPS數據服務器通過SVDU數據采集服務器直接和tricon機架通訊。

4 其他相關設備的接口

在RPS內部的數據交換是通過I/O總線以硬接線連接，RPS到非1E級的DCS LEVEL1之間的通訊，通過tricon機架的TCM端口連接到IA FBM232卡件，且實體和電氣上隔離。SVDU作為安全級的二層HMI，通過TCM連接ESFAS 子通道連接。

RPS通道和Trian、SVDU之間數據通訊：不是所有現場傳感器信號都是由IE通道和列采集，列的子通道同樣接受現場來的信號。

1E RPS和NC/NC+之間數據通訊：1E系統和NC/NC+共用的輸入信號首先經過1E系統，與控制相關的NC/NC+信號經過1E隔離器由硬接線送到NC/NC+機柜。除DAS之外，與控制不相關的輸入，比如顯示、信息管理將由網關送至NC/NC+系統。

RPS和ECP之間數據通訊：ECP手動命令送到RPS通過兩種途徑：一種是經過ESFAS；另一種是硬接線直接連到PLM。

RPS和BUP之間數據通訊：從RPS到BUP的手動控制信號和常規顯示信息之間由硬接線連接。

RPS和DAS之間數據通訊：從現場過來的傳感器信號經過1E隔離器由硬接線連接到DAS機柜，從DAS機柜到PLM機柜的信號傳送也是通過硬接線實現。

RPS和RTB之間數據通訊：8個停堆斷路器，每兩兩組合，四取二斷路器打開完成停堆功能。每個斷路器有一個失電釋放線圈（失壓線圈）和一個得電釋放線圈（分勵線圈）。失壓線圈需要低電平動作打開斷路器，由RPS自動停堆命令和SVDU、ECP、BUP上手動停堆命令控制，線圈閉合只能在SVDU上發出RTB閉合命令實現。分勵線圈需要高電平動作打開斷路器，由SVDU試驗信號、手動停堆命令和來自ECP＼BUP上的手動停堆命令控制。斷路器狀態信號反饋到RPS用于產生P4信號。

參考文獻

[1] Inensys Operations Management，Fuqing RPS-System Requirements Specification Rev_B Official.pdf.

[2] 馮威，劉宏春，肖波.福清核電一期工程反應堆保護系統系統手冊[S].中國核動力研究院.