秦山二期過程控制系統功能設計

劉琳娟　王禹軒

【摘 要】過程控制系統（KRG）是秦山第二核電廠重要信號處理單元，對反應堆控制和保護起重要作用。本文從系統功能設計角度出發，介紹了KRG系統保護機柜和控制機柜的功能實現、系統的電源配置、系統的回路搭建設計以及系統應急供電功能設計。

【關鍵詞】過程控制系統；KRG；回路設計；電源配置

0 前言

秦山二期過程控制系統（KRG）是控制和保護的關鍵環節，它接收現場采集來的數據信號，通過KRG轉換成統一的電壓或電流信號參與反應堆控制與保護。KRG系統由保護組機柜和控制組機柜組成，控制組無核安全相關功能，保護組涉及核安全，主要表現在包含了PAMS組件，送往反應堆保護系統（RPR）和專設的開關信號，GCT-A控制組件（用于SGTR和一回路小破口時一回路的系統降壓），送往ATWT的信號。

1 KRG系統設計準則

1.1 保護機柜設計準則

KRG保護柜將現場送來的各種信號（溫度、壓力、流量等）轉變成如下信號：

（1）24V保護邏輯信號送往反應堆保護系統（RPR）。

24V邏輯信號由KRG的閾值繼電器觸點送出，而閾值繼電器由30V電壓單獨供電。閾值繼電器一般有兩副觸點分別送往RPR的A/B列邏輯柜。當執行保護通道定期試驗（T1）時，閾值繼電器的比較回路切至控制臺。

（2）送往事故后監測系統的模擬信號，用于指示記錄。

PAMS儀表分為PAMS1和PAMS2，分別對應A/B列，SIP1/3柜的信號送入PAMS1，SIP2/4柜的信號送入PAMS2。

（3）送往各個控制系統的模擬信號，信號通過隔離組件送往控制組。

從傳感器送來的模擬信號為4-20mA的電流信號轉換為0-10V的電壓信號，再通過逆變電隔離整流轉換送入控制組。

（4）48V邏輯信號送往ATWT系統。

該48V電壓來自于LCC，LCC的電壓由SIP4柜引入。

（5）24V專設安全設施系統邏輯信號送往相關的繼電器機架以驅動繼電器。

（6）送往蒸汽大氣排放閥的信號。

鑒于大氣排放閥GCT-A在事故處理時的重要性，送往它的信號比較特殊，不經過控制組直接經過隔離組件去控制GCT-A的閥門。

1.2 控制機柜設計準則

控制組有五個子組，每個子組與保護組在電氣上和實體上完全隔離。

在每一機柜中，由非核級變送器、鉑熱電阻溫度計、熱電偶和經隔離組件由保護通道來的信號及從其它控制子組機柜來的信號經輸入組件后進行處理，產生以下信號：

（1）4-20mA模擬控制信號控制執行機構

（2）無源邏輯信號送往繼電器機架以驅動繼電器

（3）4-20mA信號送到盤臺和現場去指示，記錄及送往KDO系統（包含SC信 號）

（4）48VDC有源觸點信號送往KIT、KSA系統

（5）用于不同控制組之間隔離的0-10V信號

2 KRG系統電源配置設計

（1）四組保護機柜的供電分別來自LNA/B/C/D，其中LNA/C為A列，其逆變器都由LLA供電，旁路變壓器都由LLC供電；LNB/D為B列，其逆變器都由LLB供電，旁路變壓器都由LLD供電；LLA/C由LHA供電，LLB/D由LHB供電；LLA/B/C/D變壓器6KV側都為帶掛鉤型接觸器。

（2）PAMS1的供電來自LNA（LNA001CR），PAMS2的供電來自LND（LND001CR）。

（3）四組保護機柜進線電源中有兩路較特殊，一路是來自LNE，主要是給參與ATWT保護的儀表ARE051/52/53/54MD供電。另一路是來自LCC，主要作用是觸發ATWT的邏輯信號。

（4）控制機柜（1C到4C）的供電來自LNE母線，LNE通過兩個逆變器和靜態開關來保證供電的可靠性。另外KRG控制組中使用的48DC電源由LCA001TB通過KRG143AR來統一供電。其中LNE360CR在全廠失電的情況下，向KRG的PAMS儀表、重要調節組件（例如GCT-A的調節閥）進行重新供電。控制組KRG125AR正常時由LNE360CR供電，當LNE360CR短時失電時，負荷本身由一個浮充電池組進行供電（URA），保證調節組件不失電，可維持30分鐘。5C的供電來自9LNF，通過9KRG154AR供電。

3 KRG系統回路設計

3.1 保護通道回路

現場變送器送來的4-20mA信號，經TN試驗組件送到輸入組件，在正常工作時，TN卡中的繼電器組將現場信號接至保護測量回路的輸入卡，將保護測量回路報警卡的輸出接至保護系統，從而完成保護回路的正常測量和報警連鎖功能。當保護測量回路進入TI試驗狀態時，輸入卡件的測量信號切至TI試驗控制臺的輸出信號。測試時有專門的測試報警回路發出報警，T1試驗退出時需延時120秒再接通至正常測量回路，以保證系統平穩過渡。

3.2 調節通道回路

從現場變送器來的4-20mA信號送到KRG保護機柜中的TN試驗組件，正常運行時TN組件中的繼電器觸點置NORMAL位置，4-20mA信號經輸入組件轉換成0-10V電壓信號，再由信號處理組件進行處理送至輸出組件轉換成4-20mA電流信號，電流信號有一路送到主控室的記錄儀，另外一路送到KRG控制機柜中的輸入組件。同樣，輸入組件將4-20mA電流信號轉換成0-10V電壓信號，電壓信號有一路送至報警組件。在應急停堆盤上有選擇開關，其輸出連接到繼電器邏輯組件的輸入端，當選擇開關打到KSC控制位置時，邏輯組件輸入低電平（0V），觸點處于常閉位置；當選擇開關打到KPR控制位置時，邏輯組件輸入高電平（15V），繼電器觸點翻轉，系統處于應急控制。邏輯組件的公共端有一路與輸出組件相連，輸出組件將0-10V電壓信號轉換成4-20mA的電流信號送到氣動閥的電氣轉換器控制閥門開度。當選擇開關置于KSC控制，并且KSC中的手動/自動控制站置于自動位置，則此系統在自動狀態下，通過調節組件來調節閥門的開度；當手動/自動控制站置于手動位置時，可手動調節手動/自動控制站上的手操撥桿來調節閥門的開度，此時調節器的輸入跟蹤調節器的輸出，這樣當手動/自動控制站置于自動位置時，實現無擾動切換。當選擇開關置于KPR控制時，可通過KPR中的手動控制站來調節閥門的開度。

4 KRG系統應急供電設計

KRG系統應急供電由LNE360CR負責，由該配電盤正常供電的負荷有LNE031CR （T盤NSSS記錄儀）、LNE032CR （T盤NSSS記錄儀）、、1C到4C的部分控制組件（同時給URA進行浮充電）。由該配電盤應急供電（手動切換）的負荷有主控應急照明DSL006AR（正常時由正常照明供電）、LNE369CR（PAMS1正常時由LNA供電）、LNE368CR（PAMS2正常時由LND供電）、LNE364/365/366/367CR（正常時由LNA/B/C/D母線供電）。LNE360CR的進線：正常時由本機組的LNE供電，另外還有三路備用電源分別為另一機組的LNE360CR、LLJ、9LLS001AR。

LNE360CR的再供電操作：H3規程中電源重新供電的原則是若LLS小汽機成功啟動則由9LLS001AR供電，未啟動則由另一機組的LNE360CR供電，電源一旦再供電成功則不得改變。重新帶電的操作如下進行：

打開控制箱LNE360CR，將凸型插頭連接器從LNE插座（正常供電的LNE001P J）切換到LLS插座（LLS汽輪發電機供電的LNE002PJ）或另一機組的LNE插座003PJ。隨后KSC的NSSS記錄儀和KRG125AR應急URA裝置由LNE360CR重新供電。給主控制室的應急照明重新供電，將DSL999CR上的雙向開關轉到應急位置，然后合上LNE360CR上相應的微型斷路器。SIP保護組只有在切除蓄電池組的操作完成以后才通過LNE360CR重新帶電。對于四個保護組，將其凸型插頭從正常供電插座（LNA002CR，LNCOO1CR，LNBOO1CR，LND002CR）上斷開，連接至應急供電插座（LNE364CR，366CR-LNE365CR，367CR）上。合上LNE360CR上相應的微型斷路器。給PAMS1和PAMS2記錄儀重新供電，將凸型插頭從正常供電插座（LNA001CR和LND001CR）上斷開，連接至應急供電插座（LNE369CR和LNE368CR）上，合上LNE360CR上相應的微型斷路器。

5 結束語

過程控制系統對一回路所有系統及二回路一些重要控制系統起著控制和保護作用，將來自工藝過程系統的控制保護儀表的測量信號處理后，輸出特定的控制、報警信號。其功能設計完全滿足現場要求，為機組安全可靠運行提供了保障。

【參考文獻】

[1]秦山第二核電廠系列培訓教材—儀控培訓之系統功能篇（上冊）[S].核電秦山聯營有限公司出版.

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[3]康亞，朱攀.反應堆保護系統保護邏輯通道試驗裝置設計[J].核動力工程，2014（6）.

[責任編輯：湯靜]