核電站儀表控制系統體系研究

商海龍 周 鵬

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核電站儀表控制系統體系研究

商海龍 周 鵬

福建福清核電有限公司，福建 福州 350318

闡述了中國現役核電站儀表控制標準現狀，對國內外核電站的最新安全關鍵儀表控制體系標準進行了簡要說明及分析，在此基礎上提出并闡述了壓水堆核電站的安全關鍵儀表及控制體系結構。

核電站；儀表；控制系統；體系

1 我國核電標準現狀

1.1 核電標準發展歷程

我國核電站相關標準的制定始于1980年，在我國第一座核電站——秦山核電站項目的推進下，我國開始制定了相關的國家及行業標準。隨著標準不斷完善及改進，截止到2016年，我國已制定出了440多個核電標準，其中80%為行業標準，20%為國家標準。在這些標準中，絕大部分為和核島有關的標準，對于常規島標準的制定，通常是依據現行的常規電力標準及電力行業標準來制定的[1]。

1.2 核電標準存在問題

在前期的核電站建設中，對于技術路線的選擇，存在著派系之爭。由于大部分標準是由國外引進的，我國在核電站建設中，以往對標準的制定都是現用現編，導致我國核電標準體系不完善、不統一，標準容易出現重復、矛盾，行業標準滯后于新技術的發展速度。

1.3 核電標準現狀

在國家能源局的統一領導、組織、協調下，由一批專業技術人員對我國現行的440多條核電標準進行了修訂，在修訂的過程中廣泛參照了國外先進核電站所采用的標準，制定出了《壓水堆核電廠標準體系表》。

2 核電站關鍵儀表及控制系統

2.1 安全關鍵儀表及控制系統體系概述

核電站安全關鍵儀表及控制系統簡稱儀控系統，指的是系統誤動作或故障可使廠區工作人員、公眾收到放射性照射威脅及預防預計時間導致不可控事件發生的一種儀控系統，該系統包含安全系統及安全有關儀控系統兩個部分[2]。

安全系統顧名思義，指的是保障核電站安全性方面的系統，它用來保障核電站反應堆能在任何情況下快速安全的停止；安全有關儀控系統指的是安全系統以外的其他重要安全儀控系統。

2.2 核電站安全關鍵儀表控制系統功能

核電站儀控系統涵括了所有核島系統，其組成結構如圖1。

核電站儀控系統主要是在電廠的日常運轉、預計事件過程中或發生后實現其自身重要安全防護功能，包括過程自動檢測、過程控制及自我保護。

自動檢測功能：對核電站各個運行環節各種工況下的參數進行檢測、記錄、顯示，對出現異常工況參數時進行報警。

過程控制功能：對維持核電站安全正常運行的各種變量進行自動控制，使得各種變量值在設定的安全值范圍內。

自我保護功能：儀控系統出現故障時，自動觸發反應堆急停命令，同時啟動專用安全設施投入運行。

3 標準編制策略

3.1 標準體系適用性

我國現行的核電站儀控系統標準主要是由國際標準（IEC標準）轉變來的，該標準體系主要用于常規模擬變量儀控系統、數字化模擬系統。IEC標準代表了國際上核電項目建設的最新、最先進水準，與我國壓水堆核電工程的建造情況相符[3]。

3.2 標準體系范圍

標準體系包括根據縱深防御安全原理確定的核電廠安全層次的所有重要安全儀控系統（包括動力源供給系統）在設計、建造和運行方面及安全相關的標準，涵蓋了核功率（中子注量率）監控、工藝過程和設備狀態的監控、輻射監測這三大領域的重要安全儀控系統[4]。

3.3 采標策略

鑒于對以上國際主流的核電儀控系統標準體系的分析，參照我國行業標準現狀，在日后修訂、完善我國現行標準時，主要的采標方式為：首先采用國際標準（IEC標準），以美國國家標準（IEEE標準、ISA標準）和法國電氣制造標準（RCC-E標準）為輔。

4 標準體系結構

依據國外先進核電站的標準體系，結合我國核電站儀控系統的特點及經驗，儀控系統標準結構被分為4個層面：第一層面，儀控系統的設計、制造、運作方面能否滿足核電站的安全標準，該層面是根本；第二層面，該層面儀控系統設計中的安全標準，是對第一個層面的細化；第三層面，該層面的安全性要求可以不和第一層面有直接關聯，但是要與第二層面的具體要求中的內容有關聯系，有協調性；第四個層面，就是對組成安全儀控系統的軟件、硬件設備的質量要求、鑒定，安裝，運維方面的標準。

2009年由國家能源局頒布發行的《壓水堆核電廠標準體系》中，共有680個標準，其中關于安全儀控系統的標準有170項。這170項安全儀控系統標準中，現行的有40項，正在修訂中的標準有15項，待修訂的標準有47項，待制定的標準有68項。

5 結語

我國現在的儀控系統標準體系是一種開放式體系，在滿足我國二代核電機組設計、建設、運行的過程中參照國際標準對我國現行標準不斷進行著完善，為我國第三代核電機組的設計、建造提供更好的設計依據。

[1]王海濤，劉奮飛.淺談我國核電中長期發展規劃[J].中國核電技術展，2014（12）：24-29.

[2]王壽君.三代核電自主化依托項目的工程建造管理模式[J].中國核電，2015（1）：35-38.

[3]劉志濤.我國核電標準體系存在的問題及可能的解決方案[J].中國國防工業標準化論壇，2014（12）：35-39.

[4]張志勇.中國核電標準發展與體系建設[J].中國核電，2016（21）：26-29.

Plant Instrumentation Control System Research

Shang Hailong Zhou Peng

Fujian Fuqing Nuclear Power Co., Ltd., Fujian Fuzhou 350318

This paper expounds the active nuclear instrument control standard present situation in our country, based on the latest nuclear power plant at home and abroad the latest security key instrument control system standard system has carried on the brief description and analysis, on the basis of this puts forward and expounds the key instrument of PWR nuclear power plant safety and control architecture.

nuclear power plant; instrument; control system; system

TM623

A

1009-6434（2017）02-0109-02