1.2. Виды асу
На схеме (рис. 2) приведен пример соотношения некоторых видов АСУ.
Возможны, как это видно из рис. 2, АСУ ТП (технологическими процессами) дискретными и периодическими. Для энергоблока АЭС АСУ производится в одном темпе с процессом. Управление процессом в этом случае не может быть отложено на какое-то время.
АСУ производством предназначена для оперативно-диспет-черского управления несколькими взаимодействующими технологическими процессами. Она может осуществлять расчет укрупненных значений технико-экономических показателей (ТЭП), определять сроки ремонта и выполнять другие функции производственно-технического характера, некоторые функции которого присущи также и АСУ ТП ЭБ (АЭС).
АСУ предприятия (АСУП) решает задачи управления в масштабе предприятии в целом (экономика управления, распределение людских и материальных ресурсов и т.д.).
АСУ НИР – это, по-видимому, разновидность АСУП. Она предназначена для организации конкретного исследовательского процесса, выработки стратегии научного развития и т.п.
Из приведенной схемы видно, что АСУ ТП может занимать подчиненное значение в АСУ производством.
Отметим, что из перечисленных видов лишь в АСУ ТП осуществляется управление в одном темпе с процессом. Исходная информация в АСУ ТП поступает от первичных преобразователей (датчиков). В АСУП исходной информацией может служить документ. Вместе с тем для современных АСУ ТП характерны некоторые операции АСУ производством и предприятия: например, расчет технико-экономических показателей, определение срока вывода оборудования в ремонт. Отметим также, что АСУП может быть системой более высокого уровня, чем АСУ производством. Так, АСУ ТП энергоблока АЭС является подчиненной системой по отношению к АСУ ТП АЭС.
Все АСУ любого типа обладают одним общим свойством – они являются системами управления с обратной связью.
Рис. 2. Вариант соотношения различных видов АСУ
2. Технические средства автоматизированной системы управления технологическим процессом на аэс
2.1. Характеристика аэс и энергоблока как технологических объектов управления
В настоящее время в России и, частично, в остальном мире работают три типа ядерных энергетических установок (ЯЭУ): корпусные реакторы на тепловых нейтронах с водой в качестве теплоносителя и замедлителя (ВВЭР); канальные реакторы с водой в качестве теплоносителя и графитом в качестве замедлителя (РБМК) также на тепловых нейтронах; реакторы на быстрых нейтронах и расплавленным натрием в качестве теплоносителя (БН).
Все ЭБ атомных электростанций, по существу, являются тепловыми машинами, в которых происходит машинное (турбинное) преобразование тепловой энергии, вырабатываемой в ядерном реакторе, в электрическую с помощью агрегата «паровая турбина – электрогенератор». В каждом энергоблоке имеется источник тепла – ядерный реактор. Теплоноситель переносит тепло из ядерного реактора в конечном счете к парогенератору. Паровая турбина на одном валу с электрогенератором вырабатывает электроэнергию. В конденсаторе происходит конденсация водяного пара, отработавшего в турбине. Конденсат насосами питательной воды подается в реактор. Кроме того, в энергоблоке имеются циркуляционные насосы (или насос), теплообменники и другое вспомогательное оборудование. Реакторы могут иметь двухконтурную схему (ВВЭР, вода – вода), одноконтурную схему (РБМК, вода), трехконтурную схему (БН, натрий – натрий – вода). Однако принципиальным отличием ЭБ АЭС от блоков станций на органическом топливе, определяющим в значительной степени структуру и свойства АСУ ТП, характер работы оперативного персонала и т.д., является присутствие ядерно-физической составляющей.
АЭС и ее энергоблоки относятся к станциям, работающим как в базовом, так и в переменном режимах работы. Соответственно этому должна строиться система регулирования мощности. Кроме того, энергоблоки АЭС допускают работу в аварийных режимах, которые могут возникнуть в энергосистеме.
Важной составной частью оборудования энергоблоков АЭС являются системы безопасности. В соответствии с «Общими положениями обеспечения безопасности атомных станций» (ОПБ-88/97) они разделяются по характеру выполняемых функций следующим образом:
системы защитные, предотвращающие или ограничивающие повреждения ядерного топлива, оболочек твэл, оборудования и трубопроводов с радиоактивными средами; к этим системам относятся система АЗ, система аварийного расхолаживания активной зоны;
системы локализующие, предотвращающие и ограничивающие распространение выделяющихся при аварии радиоактивных сред и излучений; к ним относятся герметичные помещения, контейнмент, система фильтрации и очистки сред, выбрасываемых за пределы АЭС;
системы обеспечивающие, предназначенные для снабжения систем безопасности энергией, рабочей средой и создания условий их функционирования (например, дизель-генераторы);
системы управляющие, предназначенные для автоматического включения систем безопасности, для контроля и управления ими в процессе выполнения заданных функций.
Кроме того системы безопасности делятся на активные и пассивные. К активным относятся системы, работа которых зависит от нормальной работы энергоисточников, управляющих элементов и т.д. Функционирование пассивных систем не зависит от работы другой активной системы, их ввод в действие происходит вследствие изменения параметров работы установки (например, температуры). Такой системой являются устройства на основе плавких вставок.
При нормальной работе энергоблока системы безопасности находятся в режиме ожидания. Наряду с автоматическим включением предусматривается ручное включение систем безопасности с помощью ключа, кнопки и т.д.