8. 12. 2015

1

Základné systémy merania JE

doc. Ing. Róbert Hinca, PhD.

8. 12. 2015

Systém AKNP-7 (Excore)

• Aparatúra kontroly n-toku AKNP-7 zabezpečuje kontrolu hustoty toku tepelných neutrónov v AZ reaktora vo všetkých režimoch jeho práce v rozsahu 10% -120% nominálneho výkonu reaktora.

• AKNP je súčasťou SORR, meria hustotu toku neutrónov, mení ju na elektrický signál úmerný veľkosti n-toku a periódy reaktora.

• Výstupné signály podáva:– do systému ochrán reaktora – do automatického regulátora výkonu reaktora– do obmedzovača výkonu reaktora– do systému vnútroreaktorovej kontroly SVRK (Incore)– na riadiace pracovisko operátora reaktora - BD– na zavažací stroj počas výmeny paliva - SKVP– na núdzovú dozorňu - SKN

8. 12. 2015

8. 12. 2015

2

Zloženie systému AKNP• AKNT je možno rozdeliť na:• systém kontroly AZ počas zavážania a výmeny paliva v reaktore - SKVP• základný systém merania počas spúšťania a energetického využitia -SKZ• systém kontroly pre núdzovú dozorňu –SKN

•AKNT sa skladá z meracích kanálov a nadväzujúcej aparatúry. Merací kanál (MK) sa skladá z detektora, predzosilňovača s diskriminátorom alebo prevodníka I/f a merača. Na výstupe MK je analógový a digitálny signál úmerný n-toku a prevrátenej hodnote periódy, ďalej sú na výstupe dvojhodnotové signály prekročenia zadaných hodnôt výkonu a periódy, správnosti, meraného pásma a previerky.

8. 12. 2015

Rozloženie systémov EXCORE/AKNT

8. 12. 2015

SKZ tvorí 12 kanálov v dvoch kompletoch. Detektory SKZ sú umiestnené v SBO v kanáloch. IK a sú nepohyblivé. 1. komplet SR je v kanáloch 1, 9, 172. komplet SR je v kanáloch 5, 13, 211. komplet ER je v kanáloch 2, 10, 182. komplet ER je v kanáloch 6, 14, 22

SKN zabezpečuje kontrolu n-toku pre ND v spúšťacom rozsahu. Má 3 detektory č.4,12, 20 uložených v rúrach SBO. Vyťahuje sa.

SKVP tvorí 6 detektorov v dvoch kompletoch:1. komplet v kanáloch 7, 15, 24 a 2. komplet v kanáloch 3, 11, 19

Detektor č. 23 je rezervou pre SR, detektory č. 8, 16 sú rezervou pre ER.

8. 12. 2015

3

Rozsah merania n-toku• Aparatúra meria n-tok v rozsahu 10-3 ÷ 1,2x1010 n/cm2.s-1. • Rozsah merania SKZ je rozdelený na tri podrozsahy:

• spúšťací rozsah (SR)• energetický logaritmický (ERlog)• energetický lineárny (ERlin)

8. 12. 2015

Základné technické údaje meracích kanálov AKNT SKZ

Parameter RozsahSR ERlog ERlin

1. Typ merača BPM-07R BPM-08R BPM-08R2. Typ bloku detekcie UDPN-03R UDPN-12R UDPN-12R3. Typ detektoru KNK-15 KNK-53M KNK-53M4. Rozsah merania (n/cm2.s-1)

(%Pnom)

1÷106

10-8÷10-2

104÷1010

10-4÷100

108÷1,2x1010

1÷1205. Presnosť merania výkonu (%) 10(30) 10(30) 1

6. Časová konštanta MK (s) 200-0,2 20-0,2 0,02

7. Rozsah zvukovej indikácie v celom rozsahu merania

8. Počet nastaviteľných medzí ochrany od výkonu 5 5 110

9. Rozsah kontroly periódy (s) ±(500-10) ±(500-10) ±(500-10)

10. Presnosť merania periódy (%hodnoty) ±10 ±10 ±10

11. Nastaviteľné medze ochrany od periódy (s) 10, 20, 40 10, 20, 40 10, 20, 40

8. 12. 2015

k bodu 5: z nameranej hodnoty, hodnota v zátvorke platí pre prvú dekádu merania.k bodu 8:pomer medzi HAV-N : VAR-N : Nrom je 110 : 105 : 102t.j. k spusteniu signálu Nrom dôjde pri 92,72% Nzad, k spusteniu VAR-N dôjde pri 95,45% Nzad, spusteniu HAV-N dôjde práve pri dosiahnutí zadanej hodnoty.k bodu 11. pomer medzi HAV-T : VAR-T : Trom je 1 : 2 : 4.

8. 12. 2015

4

Základné technické údaje AKNPsubsystémov SKVP, SKN

Parameter SKVP SKN1. Typ merača BPM-07R BPM-13R2. Typ bloku detekcie UDPN-05R1 UDPN-03R3. Typ detektoru SNM-11 KNK-154. Rozsah merania (n/cm2.s-1)

(%Pnom)10-3÷103

1÷105

10-8÷10-3

5. Presnosť merania výkonu (%) 10(30) 10(30)

6. Časová konštanta MK (s) 200÷0,2 100÷0,1

7. Rozsah zvukovej indikáciezvuková indikácia v celom rozsahu

merania

8. Rozsah kontroly periódy (s) ±(500÷10) ±(500÷10)

9. Presnosť merania periódy (%hodnoty) ±10 ±10

8. 12. 2015

KNK-15 je štiepna ionizačná komora s obsahom 235U a plynovou náplňou 96%Ar + 2%N2 + 2%4HeSNM-11 je bórom pokrytý proporcionálny detektor

SYSTÉM VNÚTROREAKTOROVEJKONTROLY (INCORE/SVRK)

8. 12. 2015

8. 12. 2015

5

Ciele vnútroreaktorovéhomonitorovania

1. Operatívna a technologická kontrola2. retrospektívna analýza technologickej informácie

A. Online 3D meranie teploty a tepelného výkonu aktívnej zónyB. Mapovanie hustoty toku neutrónov v aktívnej zóne (LWR,

HWR, RBMK)C. Regulácia reaktora (okamžité SPND) ?D. Lokálna ochrana aktívnej zóny (okamžité SPND v LWR, RBMK)

8. 12. 2015

Charakteristika SVRK• SVRK predstavuje viacúrovňový 2-kanálový informačný systém,

klasifikovaný ako „Systém normálnej prevádzky dôležitý pre bezpečnosť .

• Systém sa prevádzkuje v režime spojitej celodennej práce počas kampane reaktora.

• V „studenom" režime, t.j. od teploty chladiva 50°C do výkonu MKÚ (minimálna kritická úroveň) a tiež od výkonu MKÚ do 10%Nnomsystém kontroluje teploty, prietok, tlak chladiva v PO.

• Nad 10% Nnom kontroluje tiež vývin energie v AZ.• SVRK na blokoch VVER 440 tvorí súčasť komplexu informačného

systému a môže poskytovať informáciu iným systémom blokovej i mimoblokovej úrovne.

8. 12. 2015

8. 12. 2015

6

Prostriedky merania na VVER 440• TČ (termočlánok) merania teploty chladiva na výstupe z kaziet 210 TČ a nad AZ 6 TČ;• TČ a OT (odporový teplomer) k meraniu teploty chladiva v potrubiach hlavných

cirkulačných okruhov (24 TČ a 12 OT);• Kompenzačná krabica „studených koncov" pre TČ určené ku kontrole teplôt v AZ

(typ KS-535);• Kompenzačná krabica „studených koncov" pre TČ určené k meraniu teploty v HCČ

(typ KS-545);• KNI (kanál neutrónovo informačný) ku kontrole rozloženia vývinu energie v objeme

AZ;• Spojovacie trasy od snímačov k aparatúre;• Normovacie prevodníky pre vstup signálov snímačov spoločného určenia (tlaku,

prietoku, výkonu a pod.), diskrétnych signálov charakterizujúcich stav zariadenia a systémov PO (HCČ, armatúry slučiek, PG a iné). Od systému SORR a od aparatúry AKNT vstupujú do aparatúry SVRK analógové a diskrétne signály.

8. 12. 2015

Prehľad vstupných signálov SVRK

od TČ na výstupe z kaziet a z priestoru nad AZ 210+6==216

od TČ v 6-tich horúcich a chladných slučkách 6x2x2=24

od OT v horúcich a v studených slučkách 6x2=12

sprievodné signály OT studených koncov 18x2

od OT v SO, medziokruhy SORR a HCČ 16

od SPND nachádzajúcich sa v KNI 36x7=252

sprievodné signály kompenzácie šumov vo vodičoch SPND 36x7=252

signály spoločného určenia (normované signály) 72

polohy kaziet HRK 37

údaje ionizačných komôr AKNT 18

diskrétne signály 1088. 12. 2015

8. 12. 2015

7

Meranie teploty• K získaniu informácie o teplote na výstupe z PK slúži 210 TČ, ktoré sú umiestnené

nad kazetami. Okrem toho existuje 6 TČ umiestnených v priestore na výstupe z reaktora (nad AZ).

• Pri výstupe z TNR sa TČ združujú do 12 zväzkov, pričom každému z nich zodpovedá priechodka tepelnej kontroly, prepočítaná na pracovný tlak reaktora. Na prechodkách TČ sa nachádzajú zariadenia pre kompenzáciu studených koncov TČ.

• Do kompenzačného zariadenia vstupujú studené konce od 18 TČ danej prechodky. Vo vnútri zariadenia sú platinové termometre - odpory k meraniu teploty studených koncov.Ďalej signály TČ prechádzajú cez tepelne a radiačne odolné káble do aparatúry SVRK.

• Teplota chladiva sa v studených a v horúcich trasách cirkulačných slučiek meria pomocou 24 TČ a 12 OT. Studené konce TČ studenej a horúcej trasy danej slučky vstupujú do spoločného kompenzačného zariadenia, z ktorého signály teplotnej kontroly pokračujú cez kábel do aparatúry SVRK.

8. 12. 2015

Meranie tepelného výkonu• Zdrojom meranej informácie o rozložení vývinu energie v AZ sú detektory SPND.

Sedem detektorov nachádzajúcich sa na jednej vertikále sú konštrukčne spojené pomocou hermetického púzdra a tvoria kanál KNI. Púzdro a jeho utesnenie na veku telesa reaktora sú prepočítané na pracovný tlak chladiva. Tieto KNI sa potom umiestňujú do centrálnej rúrky v príslušnej PK.

• V reaktore VVER 440 sa celkom nachádza 36 KNI. Sú rozložené tak, aby s uvážením symetrie zavážky paliva bolo možné získať informáciu o rozložení vývinu energie po celom objeme AZ. Každý zo siedmych signálov KNI sprevádza signál - prúd vodiča kompenzácie pozadia, ktorý je potrebný k vyhodnoteniu údajov DPZ. Časť káblu, ktorý sa nachádza vo vnútri šachty reaktora má na koncoch konektory umožňujúce jeho odpojenie počas výmeny paliva. Prenos signálov cez plášť RZ umožňujú káblové prechodky, ktoré sú prepočítané na určitý tlak zodpovedajúci havarijnej situácii.

• Analógové signály normovanej úrovne (0-5 mA) postupujú od príslušných snímačov s normujúcimi prevodníkmi. Signály snímačov potom vstupujú cez spojovacie káble do aparatúry SVRK.

8. 12. 2015

8. 12. 2015

8

Detektory systému INCORE/SVRK

Meracia časť systému zabezpečuje zber meraní od snímačov vnútroreaktorovej kontroly a od iných technologických snímačov reaktorového zariadenia.

– Miniatúrne štiepne komory– SPND detektory

8. 12. 2015

SAMONAPÁJACIE DETEKTORY

SPNDSELF POWERED NEUTRON DETECTORS

DPZДЕТЕКТОР ПРЯМОГО ЗАРЯДА

8. 12. 2015

9

Vlastnosti SPND

• Nepotrebujú žiadne napájanie• Jednoduchá odolná konštrukcia• Relatívne malé rozmery• Dobrá stabilita v podmienkach zvýšenej teploty a tlaku• Generujú dobre reprodukovateľný lineárny signál• Relatívne nízke opotrebovanie vyhorením citlivého materiálu

(burn-up závisí od materiálu emitora)• Ohraničený merací rozsah vplyvom nízkej citlivosti• Vyžadujú kompenzáciu šumových signálov pozadia• Oneskorená odozva niektorých emitorov

8. 12. 2015

Schéma samonapájaciehodetektora400 mm - rhódiový emitor φ 0,5

Hermetickýuzáver

Vonkajší obalnerezový kolektor

φ 1,5 x 0,25

Vodičφ 0,25

Izolant

Materiál emitorov: Rh, Pt, Hf, V, Co, AgPoužívané izolátory: Al2O3, MgO (R300°C = 108 Ω)Materiál kolektorov: nerez, inconel 600 (Ni 60%, Cr 23%, Fe15%)

8. 12. 2015

10

Charakteristiky emitorov

Charakteristiky materiálov emitorov

8. 12. 2015

11

Self Powered Neutron Detectors (SPND)

• The Self Powered Neutron Detectors (SPND) are (n,β) - detectors with cobalt emitter generating electric current through nuclear reactions. No external voltage required.

8. 12. 2015 21

Generovanie signálu v SPND s kobaltovým emitorom

8. 12. 2015 22

8. 12. 2015

12

Charakteristiky rhódiového emitora 103Rh

• 103Rh charakterizuje reakcia (n,β) s účinným prierezom 145 barn pre tepelné neutróny a rezonanciou pri E=1,25 eV.

• Burn-up rate (vyhorenie) dosahuje 0.39% za mesiac v poli tep. neutrónov s hustotou toku 1013 cm-2s-1.

• Beta emisia s energiou 2.44 MeV.• SPND s rhódiovým emitorom má relatívne vysokú senzivitu

ale vysoké vyhorenie,• 92% signálu má polčas premeny 42 s.• 8% signálu má polčas premeny 4.4 min.

SPND na báze 51V

• 51V má účinný prierez n-beta interakcie s tepelnými neutrónmi 4,9 barnov

• 1/v závislosť účinného prierezu bez rezonancií v oblasti tepelných a epitepelných neutrónov.

• Rýchlosť vyhorenia je nízka 0,012 %/mesiac v poli tep. neutrónov s hustotou toku 1013 cm-2s-1.

• 99% signálu má polčas rozpadu 3,76 min, 1% signálu je okamžitá.

• Paralelná beta emisia 2,6 Mev.• Má relatívne nízku citlivosť a malú rýchlosť vyhorenia,• Veľmi oneskorený signál.

8. 12. 2015

13

SPND na báze 59Co

• 59Co má n-gamma interakciu s účinným prierezom 37 barn pre tepelné neutróny.

• Rýchlosť vyhárania je 0.094%/mesiac v poli tepelných neutrónov 1013 cm-2s-1.

• Signál je okamžitý ale vyžaduje si dlhodobú kompenzáciu signálu od vznikajúcich izotopov 60Co and 61Co.

• Má relatívne nízku senzitivitu, strednú rýchlosť vyhorenia a okamžitú odozvu.

SPND na báze Hf

• Hf has a n-gamma interaction with a 115 barn thermal neutron cross-section and parallel gamma-photon reaction.

• The average burn-up rate is 0.3%/month in a thermal neutron flux of 1013 cm-2s-1.

• 96% of the signal is prompt, 4% of signal is delayed as gamma-radiation from fission products.

• A SPND with a hafnia emitter has relatively low sensitivity, high burn-up rate, perturbs the local power density and has a prompt signal.

8. 12. 2015

14

SPND na báze Ag• Ag has a n-beta interaction with a 64.8 barn cross-section

for thermal neutrons and a few resonances in the range 5-134 eV.

• The burn-up rate is 0.16%/ month in a thermal neutron flux of 1013 cm-2s-1.

• 66% of the initial signal has a half-life of 24.4 seconds.• 25% of the signal has a half-life of 2.42 minutes.• 9% of the signal is a prompt signal.• A SPND with a silver emitter has an average sensitivity,

average burn-up rate, average perturbation of local power density and has a (two-fold) delayed signal.

SPND na báze 195Pt195Pt has a n-gamma interaction with a 24 barn thermal neutron cross-section and a parallel gamma-photon reaction.• The burn-up rate is 0.03%/month in a thermal neutron flux

of 1013 cm-2s-1. • The signal is prompt and has both neutron and gamma

components.• A SPND with a platinum emitter is sensitive to both gamma

and neutron fluxes with 93% of the signal current due to gamma flux response and 7% due to neutron flux response in a typical light water reactor core.

• A SPND with a platinum emitter has a relatively low sensitivity, low burn-up rate and a prompt signal.

8. 12. 2015

15

Ródiový emitor

8. 12. 2015 29

Fission chambers for in-core use

8. 12. 2015 30

Under severe environmental conditions: highT° - humidity - gamma fluxApplications• detection of thermal neutrons in high flux• monitoring of the reactor fuel burn up• start-up, intermediate and power range• flux map measurement

8. 12. 2015

16

Prahové reakcie neutrónov –aktivačné detektory na stanovenie

spektra

8. 12. 2015 31

Priechodky cez veko TNRpohony SORR, TČ, MNT

8. 12. 2015

8. 12. 2015

17

8. 12. 2015

Ochranné rúrky meracích kanálovHorný blok ochranných rúr

8. 12. 2015

8. 12. 2015

18

Blok ochranných rúrBOR tvorí súbor rúr vzájomne spojených spodnou a hornou perforovanou platňou s výstuhami. Slúži k fixácii palivových kaziet, k udržaniu ich zvislej polohy a tiež k ochrane regulačných kaziet a tyčí prívodov SORR proti rôznym vplyvom prúdu chladiva. Vo vnútri rúr sa umiestňujú ochranné kanály pre snímače teplotnej kontroly a vývinu energie, ktoré tiež slúžia ako vodiace prvky pre regulačné kazety. Púzdra snímačov teplotnej kontroly sú združené do 6-ich vývodov, ktoré sú utesnené vo veku pomocou prechodiek pre teplotnú kontrolu.

8. 12. 2015

Horný blok ochranných rúr

s priechodkami kanálov merania teploty TČ a

neutrónového výkonu MNT

8. 12. 2015

8. 12. 2015

19

8. 12. 2015

8. 12. 2015

8. 12. 2015

20

Počítačová nadstavba SVRKKVRK Hindukúš, Scorpio, Topre, Hotpoint,

8. 12. 2015

KVRK, VK OKvýpočtový komplex operatívnej kontroly

• K určeniu a kontrole priebežného stavu AZ sa používajú najnovšie matematické modely a zdokonalené algoritmy neutrónovo-fyzikálnych a teplotechnických výpočtov.

• Modely pracujú v reálnom čase vzhľadom k dynamike technologického procesu.

• Na základe meraní v 600 bodoch technologickej kontroly, vybavených 900 analógovými a 100 diskrétnymi základnými a sprievodnými snímačmi sa pomocou SVRK stanovuje okolo 3000 kontrolovaných údajov vrátane objemového i kazetového rozloženia (poľa) vývinu energie, teplôt, izotopického zloženia, zásoba do krízy varu a maximálne lineárne zaťaženie paliva...

8. 12. 2015

8. 12. 2015

21

Práca VK OK

• Kontrola priebežného stavu RZ sa v každom komplete VK OK vykonáva cyklicky s periódou 2 s.

• Príjem výsledkov všetkých meraní (okrem teplotných) sa vykonáva s periódou 2 s, príjem teplotných meraní sa vykonáva s periódou 4 s.

• Spracovanie meraní, výpočet a kontrola stavových údajov a ich funkcionálov, archivácia a vyslanie informácie sa vykonáva v jednom cykle po prijatí meranej informácie.

• Striedanie videosnímku na obrazovkách prebieha podľa požiadavky operátora (max. do 2 s po vyžiadaní si videosnímku).

• Voľná kapacita procesorov sa využíva pri výstupe informácií na tlačiareň a k testovaniu kompletov.

8. 12. 2015

Výpočet tepelno - fyzikálnych premenných v objeme AZ

Výpočet poľa teplôt chladiva.objemové pole teplôt chladiva;teplota na výstupe všetkých kaziet (349 hodnôt);

Výpočet strednej rýchlosti ohrevu chladiva pri spúšťaní reaktora.stredná rýchlosť ohrevu chladiva za poslednú 1 minútu;stredná rýchlosť ohrevu chladiva za posledných 10 minút;stredná rýchlosť ohrevu chladiva za posledných 60 minút;teplota chladiva v AZ z 300 posledných meraní vrátane priebežného merania.

Výpočet poľa vývinu energie - predbežný odhad výkonu kaziet na základe meraní TČ. Výstupné údaje:

teploty na vstupe do všetkých kaziet;vypočítané ohrevy kaziet na základe údajov TČ (len pre vierohodné TČ na výstupe);vypočítané výkony kaziet na základe údajov TČ (len pre vierohodné TČ na výstupe);koeficient asymetrií výkonov kaziet na základe údajov TČ na výstupe z kaziet.

8. 12. 2015

8. 12. 2015

22

Výpočet tepelno - fyzikálnych premenných v objeme AZ

Syntéza objemového poľa vývinu energie sa vykonáva na základe meraní DPZ a poľa teplôt chladiva pomocou neutrónovo-fyzikálneho modelu AZ. Syntéza poľa vývinu energie sa vykonáva iteračným spôsobom. Iteračná schéma je zostavená tak, aby v ľubovolný časový moment bol k dispozícii odhad poľa vývinu energie (pre zobrazenie operátorovi).Výpočet zásoby do krízy varuFunkcia je určená k výpočtu zásoby do krízy varu na základe lokálneho výkonu a teploty na vstupe do kazety. Zásoba do krízy varu sa vykonáva na základe lokálneho výkonu pre každú vrstvu (prizmu) AZ. Zásoba do teploty nasýtenia sa vypočítava pre každú kazetu.Výpočet funkcionálov v objeme AZFunkcia je určená k výberu max. hodnôt vývinu energie, teplôt, koeficientov nerovnomernosti, zásob do krízy a k určeniu ich polohy v kazetách a v prizmách po objeme AZ.

8. 12. 2015

Výpočet vyhorievania a izotopického zloženia v objeme AZ

Výpočet vyhorenia palivaVšeobecne k výpočtu rozloženia hustôt toku neutrónov a vývinu energie po objeme AZ je potrebné poznať (okrem konštrukčných charakteristík AZ) objemové rozloženie izotopov paliva a štiepnych produktov. V SVRK sa koncentrácia izotopov paliva a štiepnych produktov (okrem otráv) určuje s dostatočnou presnosťou na základe počiatočného obohatenia kazety a celkového vyhorenia paliva alebo odvedenej energie z prizmy od začiatku prevádzky kazety. Preto sa uvoľnená energia využíva ako kumulatívna charakteristika pri izotopickej zostave paliva.

Funkcia sa vykonáva periodicky:pri práci reaktora na Nnom s periódou okolo 1 hod.;pri práci na zníženom výkone sa perióda vykonávania funkcie zväčšuje nepriamo úmerne výkonu.

Výpočet koncentrácie otravyFunkcia je určená k výpočtu objemových polí koncentrácií izotopov Xe a Sm.Výsledky funkcií sa používajú pri výpočte objemového poľa vývinu energie. Pri nevierohodných koncentráciách na vstupe do programu sa priebežným hodnotám koncentrácií priradia rovnovážne hodnoty (s príslušným zápisom do protokolu systémových udalosti).

8. 12. 2015

8. 12. 2015

23

Kontrola hodnôt technologických veličín

• kontrola, či technologické veličiny neporušili režimové limity (prevádzkové limity);• kontrolu, či technologické veličiny neporušili výstražné limity. Výstražné limity sa

zavádzajú pre väčší počet veličín ako pri režimových limitoch. Pri veličinách s režimovými limitami sa výstražnými limitami vymedzuje pomerne úzky dovolený interval.

• kontrolu zmeny údaju najdôležitejších technologických premenných. Funkcia dáva príznaky, ktoré informujú v akom intervale (dovolenom, výstražnom alebo v havarijnom) sa nachádza každá z kontrolovaných veličín. Pri každom kontrolovanom parametre sa uvažuje celkom so 7 nastaveniami:– vrchné a spodné režimové nastavenie;– dve vrchné a dve spodné výstražné nastavenia;– nastavenie na zmenu hodnoty.

8. 12. 2015

Prognóza poľa vývinu energieFunkcia je určená k prognóze stacionárneho poľa vývinu energie po vykonaní príslušnej operácie (zmeny polohy HRK, zmeny teploty na vstupe do reaktora, zmeny koncentrácie kyseliny bóritej). Môže sa vykonať výpočet zadanej postupnosti stavov. Funkcia je realizovaná na základe programu BIPR-7.Vstupné údaje:

– informácie o obohatení, priebežnom vyhorení a otrave paliva;– popísanie plánovaných zmien z pohľadu riadenia reaktora.

Výstupné údaje:– prognóza objemového poľa vývinu energie po vykonaní celej postupnosti

zmien (manévru) alebo– po vykonaní každej zmeny v rámci manévru (len na požiadanie používateľa).

8. 12. 2015

8. 12. 2015

24

Prognóza spúšťacej koncentrácie kyseliny boritej a polohy kaziet HRK

• Funkcia je určená k prognóze:– kritickej koncentrácie kyseliny boritej v PO pri zadanej polohe kaziet HRK

alebo– kritickej polohy kaziet HRK pri zadanej koncentrácie kyseliny boritej.

• Môže sa vypočítať graf prognózy závislosti kritickej koncentrácii kyseliny bóritej alebo polohy kaziet HRK v závislosti od času s uvážením Xe a Sm otravy reaktora.

• Funkcia je realizovaná na základe programu BIPR-7.

8. 12. 2015

Registrácia (archivácia) údajov o práci reaktorového zariadenia (RZ)

Operatívna archivácia údajov– Archív základných technologických údajov je určený k analýze chodu

technologického procesu a príčin porúch pri práci RZ a meracích kanálov. Archív umožňuje určiť hodnoty výsledkov meraní a kontrolovaných údajov VK OK v ľubovoľnom časovom okamihu v rozsahu troch dní dozadu od momentu vznesenia požiadavky.

Dlhodobá archivácia práce RZ– Funkcia slúži k uchovávaniu informácie o priebehu palivovej kampane k

následnej analýze s cieľom optimalizovať prevádzku RZ. Informácia o histórii AZ sa uchováva v databáze a to za dve kampane (priebežnú a predchádzajúcu).

8. 12. 2015

8. 12. 2015

25

Zobrazenie informácieOperátorovi sa celá informácia zobrazuje na obrazovkách monitorov a to pomocou dopredu pripravených formátov technologickej schémy (videosnímkov). Je možné si vytlačiť kópiu videosnímku na tlačiarni. Množina videosnímkov má hierarchickú štruktúru. Vyvolanie videogramu sa môže vykonať :

– výberom z menu pomocou kurzora ovládaného pomocou kláves alebo myši;– pomocou funkčných kláves alebo zadaním čísla videogramu z číselnej klávesnice;– „značkovou" operáciou na kartograme;– návratom k predchádzajúcemu videosnímku.

Na videosnímku sa nachádza signalizácia o technologických udalostiach ako:hodnoty kontrolovaných veličín prekročili limity normálnej prevádzky AZ (havarijná signalizácia);priblíženie sa hodnôt kontrolovaných veličín k limitom bezpečnej prevádzky (výstražná signalizácia).

8. 12. 2015

Zobrazenie informácieAk parametre uvedené v „Prevádzkovom predpise pre RZ" prekročia limity normálnej prevádzky zapína sa havarijná signalizácia. Po zapnutí sa havarijnej signalizácie :

- farba, ktorou je zobrazená hodnota prekračujúca režimové nastavenia (havarijný údaj) sa zmení na červenú a zostane červenou pokiaľ sa údaj nevráti do dovoleného intervalu;- ak sa havarijný údaj nenachádza na práve zobrazenom videosnímku, potom v informačnom riadku obsahujúcom správy (spodný riadok videosnímku) sa objaví červené číslo videosnímku na ktorom sa nachádza havarijný údaj.

8. 12. 2015

Štandardná hodnota premennej sa zobrazuje zelenou farbou;

Hodnota, ktorá prekročí výstražné nastavenia (vrchné alebo spodné) - žltou a neskôr bielou farbou;

Hodnota, ktorá prekročí havarijné nastavenia (vrchné alebo spodné) - červenou farbou;

Nevierohodnosť fyzikálnej veličiny sa indikuje znakom "?" (zľava od jej hodnoty).

8. 12. 2015

1

SORRARMROMdoc. Ing. Róbert Hinca, PhD.

INDUKČNÝ SNÍMAČ POLOHY TYČÍ SORRA KONCOVÝ SELSYN POLOHY

8. 12. 2015

2

POHON TYČÍ SORR

ODSTREDIVÝ OBMEDZOVAČ RÝCHLOSTI PÁDU

8. 12. 2015

3

PREVOD OTÁČAVÉHO POHYBU POHONU NAPOSUVNÝ POHYB TYČE SORR

ORGÁNY SORRSPOJOVACIA TYČBAJONETOVÝ SPOJ

8. 12. 2015

4

ABSORPČNÁ ČASŤ TYČE SORR (REZ)PALIVOVÁ ČASŤ TYČE SORR PRI SPOJI

8. 12. 2015

1

Automatická ochrana reaktoraRegulátor výkonu reaktoraARM RCS Reactor control systemRegulátor výkonu turbínyTVER turbínový elektronický regulátor

EHS Elektronicko-hydraulický regulačný systém

Doc. Ing. Róbert Hinca, PhD.

SORR Systém ochrany a riadenia reaktora

® Systém ochrany a riadenia reaktora (SORR) spolu s akčnou časťou automatickej ochrany reaktora АО1 (Breaker A a Breaker B), má za úlohu umožniť kontrolu a riadenie štiepnej reakcie v aktívnej zóne reaktora v súlade s požiadavkami energetického zariadenia a pravidlami jadrovej bezpečnosti.

® Elektrozariadenie SORR umožňuje: ® spustenie reaktora (dosiahnutie kritického stavu)® vyvedenie na energeticky využiteľný výkon v ručnom režime® udržanie zadanej hodnoty výkonu v ručnom režime® automatickú reguláciu výkonu v rozsahu 10 až 100 % Nnom (povely RCS)® kompenzáciu zmeny reaktivity v ručnom a automatickom režime (povely RCS)® automatické zníženie výkonu reaktora v prípade prekročenia dovolených medzí

vybraných parametrov (na základe povelov z RLS a AKNT)® automatické rýchle odstavenie reaktora v prípade prekročenia dovolených medzí

vybraných parametrov (na základe povelov z RPS a AKNT) vypnutím silového napájania pohonov HRK

8. 12. 2015

2

AO1 – BREAKER A a B® Akčnou časťou automatickej ochrany reaktora АО1 je

zariadenie BREAKER (Breaker A a Breaker B), ktorý má za úlohu vykonať automatické odstavenie reaktora AO1 vypnutím silového napájania všetkých meničov PNČI napájajúcich pohony HRK.

® K spusteniu ochrany dochádza od zapôsobenia hociktorého BREAKERa.

Zariadenie BREAKER-ov A, B umožňuje® vykonať automatické rýchle odstavenie reaktora (AO1) preberaním signálov AO1 podľa

technologických parametrov od systému RTS, alebo podľa neutrónovo-fyzikálnych parametrov od systému AKNT. K zapôsobeniu Breakera dôjde, ak signál AO1 vydajú aspoň 2 redundancie RTS, alebo aspoň 2 redundancie AKNT.

® vykonať ručné odstavenie reaktora od tlačidiel AO1 z BD, alebo ND (výber 1 zo 4)® vydanie signálu o zapracovaní AO1 do schémy ovládania SORR (panel PGU4)® vydanie signálu o zapracovaní AO1 do jednotlivých redudancií RTS® vydanie signálu AO1 do časti elektro (na riadenie ventilov na trase vstupu čistého kondenzátu)

a do ZSB (Odstavenie TG41, TG42)® autodiagnostiku a zber dát do TPS (iniciatívne signály do I-47 a ostatné cez GW).® vydávanie signálov o výstrahe, závade a zapracovaní zariadenia BREAKER A, B a signálov o

tom, od čoho zapôsobila AO1 ako prvá (RTS, AKNT, alebo tlačidlo) na signalizačné tablá na BD a ND

® previerku/testovanie obvodov AO1 za prevádzky reaktora ® previerku/testovanie silových stykačov Breakera pri práci Re na výkone® vydanie signálu o zapracovaní jednej redundancie systému RTS do zostávajúcich dvoch

redundancií (zrušenie skúšky do skríň MS).® pôsobenie АО1 i po ukončení pôsobenia signálu prvotnej príčiny AO1 (podmienkou na zopnutie

výstupných stykačov je ukončenie pôsobenia AO1 všetkých príčin a zatlačenie tlačítka „ResetAO1“ na každom z Breakerov)

8. 12. 2015

3

Automatická ochrana reaktora® Automatická ochrana reaktora spôsobuje

automatické prerušenie alebo spomalenie štiepnej reakcie v prípade vzniku havarijných situácií.

® Akčným orgánom automatickej ochrany Re sú riadiace kazety.

® Výstupné signály AO pôsobia cez schému ovládania riadiacich kaziet a cez schému napájania SORR.

3 druhy bezpečnostných zásahov: AO1, AO3 a „Blokovanie HRK“.

® Zásah AO1. druhu spôsobuje rýchle súčasné zasunutie, všetkých regulačných kaziet do DKP (vypnutím napätia z ich motorov) rýchlosťou 20 -30 cm/s.

® Zásah AO3. druhu spôsobuje zasúvanie pracovnej skupiny riadiacich kaziet rýchlosťou 2 cm/s a za ňou prípadne ďalšej podľa programu postupného prenosu pohybu.

® Signál „Blokovanie HRK“ ruší možnosť vyťahovania riadiacich kaziet. Pohyb dolu pri pôsobení signálu „Blokovanie HRK“ je dovolený.

® Pre neutrónovo fyzikálne príčiny platí nasledujúce: „Ak do 10 sek. pôsobenie signálu prvopríčiny nezanikne, prechádza na AO1. druhu“.

® Účinok AO–3 a „Blokovanie HRK“ trvá iba po dobu pôsobenia príslušných spúšťacích signálov.

8. 12. 2015

4

Modernizácia systémov I&Cprojekt ŠKODA JS pre VVER 440 DukovanyM1 – riadiace a bezpečnostné systémy, M2 – informačné systémy

System Designation Name Safety Classification

Technology/ Manufacturer Module

New Old ČSN IEC1226

EX-CORE AKNT Ex-core Neutron Flux Measurement System A SPINLINE 3 DS&S

RTS HO Reactor Trip System A SPINLINE 3 DS&S

ESFAS SOB Engineered Safety Feature Actuation System A SPINLINE 3 DS&S

ELS APS Emergency Load Sequencer A SPINLINE 3 DS&S

SAS TOPG Support Actions System B SPINLINE 3 DS&S

RLS ROM Reactor Limitation System B SPINLINE 3 DS&S

RCS ARM Reactor Control System B SPINLINE 3 DS&S

RRCS SORR Reactor Rod Control System B PRIMIS ZAT

SGPS LOPG Steam Generator Protection System C ZAT-2000MP ZAT

M1

PAMS - Post Accident Monitoring System A VME System SAGEM

PCS IVS-URAN Unit Computer Information System C ZAT-2000MP ZAT M2

IN-CORE KVRK In-Core Measurement System C ZAT-2000MP ZAT

Including: Field instrumentation, Cabling and MCR/ECR necessary changes

Schéma riadiacich a bezpečnostných systémov VVER 440 (EDU, EBO)

8. 12. 2015

5

Modernizácia systémov I&Cprojekt ŠKODA JS pre VVER 440 Dukovany

Safety Classification

New Old ČSN IEC 61226ZAT-RA

ZAT-PRIMISKASKAD Prim ary Circuit Control System ZAT-DV

ZSB Unit Protection SystemZSTG Turbine Protection Systems ZAT-PRIMISDASO DIAMO-K Autom atics ZAT-DVTVER Turbine Control SystemRASO Secondary Circuit Relay Autom atics ZAT-RADASO Some parts of DIAMO-K Automatics ZAT-PRIMISMODIN Secondary Circuit Control System ZAT-DV

MCR/ECR-

MCR/ECR necessary changes B, C, N ZAT-PRIMIS, DVHMI components

DIAG-

M345 Systems Diagnostic C ZAT-DVZAT-FS

Including: Field instrumentation, Cabling and other accessories

Prim ary Circuit Relay Automatics

A, B, C, N

M3 ŘSBP A, B, C, N

B, C, NM4 ŘSBT

M5 ŘSBS

RAPO

System Designation Technology/ Manufacturer

Nam eModule

RSBP, RSBS – riadiaci systém pre primárny a sekundárny okruhRSBT – riadiaci systém turbogenerátoraDIAG – diagnostický a informačný systémSPINLINE 3 – Rolls-Royce system, DS&S - Data Systems & Solutions, DS&S is part of the Rolls-Royce Civil Nuclear Instrumentation & Controls (I&C) business

ZAT a.s. sídlo v Plzeň a Příbram, automatizace technologických procesů organizačná zložka v SR: ZAT a.s., Sereďská 90, 917 01 Trnava

S obdobim vystavby prvnich československych jadernych elektraren jsou pevně spojeny i dodavky systemu DIAMO-KŘS a DIAMO-K společnosti ZAT a.s. System Diamo KŘS byl využitpro dilči řizeni již na elektrarně A1, později byly systemy DIAMO nasazovany na některe provozya technologie v jadernych elektrarnach v Jaslovskych Bohunicich a Dukovanech. V 90. letech setato společnost podilela na dodavkach vlastniho ŘS pro jaderne elektrarny Mochovce a Temelin.Mimo vlastniho systemu ZAT pro pomocne provozy bylo pro Temelin zkompletovano a dodanovice než 600 skřini řidiciho systemu Westinghouse. V roce 2006 byly pak dodany pro oba bloky JE Temelin modernizovane systemy siloveho řizeni linearnich krokovych pohonů regulačnichmechanismů jaderneho reaktoru VVER 1000.Pro fi rmu Škoda Praha a ve spolupraci s jejimi projektanty byl vytvořen a nasazen systemPeekelView (Easy Control) sloužici jako datovy a uživatelsky interface pro diagnosticka měřenisekundarniho okruhu ETE. V roce 2006 proběhla rozsahla rekonstrukce technickych prostředkůa system byl doplněn o real-time databazi InSQL.Zkušenosti v oboru automatizačnich prostředků společnost ZAT plně využila v projektu Obnovy SKŘ JE Dukovany, ktery byl zahajen v roce 2000 a do konce roku 2009 kompletně nahradil původni ruske řidici systemy instalovane již v roce 1985.Generalnim dodavatelem dila je firma Škoda JS a jejimi subdodavateli pro systemy řizeni jsou firmy ZAT a.s., Framatome (Francie) a I&C Energo (ČR). Projekt řeši nahradu stavajicich řidicich a bezpečnostnich systemů (modul M1) a informačnich systemů (modul M2) pro všechny čtyři bloky (VVER 4x440MW).

8. 12. 2015

6

Diamo - K

ZAT-PRIMISRiadaci systém HRK, riadiaci a ochranný systém TG

8. 12. 2015

7

ZAT Z100vaňa riadenia pohonov reaktora VVER-440

Základné merania na reaktore VVER 4401. Kontrola technologických parametrov

2. Kontrola stavu konštrukčných prvkov

3. Kontrola stavu nosných, deliacich konštrukcií a prostredia okolo reaktora

8. 12. 2015

8

Označenie Ukazovateľp1 Podtlak vzduchu pod vekom (Pa)p2 Kontrola priesaku tesnenia puzdier SORR (MPa)

Teplota (°C):t3 povrchu puzdier pohonov SORRt4 vzduchu pod vekomt5 povrchu vekat6 prítlačného prstencat7 príruby nádoby reaktorat8 betónovej konzolyt9 vzduchu na výstupe zo šachty

t11 betónu v šachtet12-14 betónu suchého tienenia

t15 povrchu nádobyt20 v kanáloch ionizačných komôrt22 chladiva na výstupe z kaziett25 zavrtávacie skrutkyt21 Stredná teplota chladivá na výstupe z reaktora (°C)p19 Tlak dusíka v kolektore kanálov IK (MPa)

p31-40 Tlak v primárnom okruhu (MPa)p41-43 Tlak v 1. okruhu v režime dochladzovania (MPa)

p23 Kontrola tesnosti hlavnej upchávky (MPa)p24 Kontrola tesnosti vývodov kontroly teplôt (MPa)

p27-30 Tlaková strata v reaktore (MPa)p10 Podtlak v šachte (Pa)H26 Hladina vody v reaktore (mm)

g16-18 Obsah kyseliny boritej v reaktore (g. kg -1)C44 Koncentrácia vodíka pod vekom (%)

Označenie Ukazovateľ Hodnota Počet meraníp1 Podtlak vzduchu pod vekom (Pa) 200 1p2 Kontrola priesaku prírubového tesnenia puzdier SORR (MPa) 0 1t3 Teplota povrchu puzdier pohonov SORR (°C) 100 37t4 vzduchu pod vekom 70 1t5 povrchu veka 280 2t6 prítlačného prstenca 280 4t7 príruby nádoby reaktora 280 1t8 betónovej konzoly 75 3t9 vzduchu na výstupe zo šachty 45 2

t11 betónu v šachte 70 3t12-14 betónu suchého tienenia 115 9

t15 povrchu nádoby 280 6t20 v kanáloch ionizačných komôr 50 3t22 chladiva na výstupe z kaziet 300 216t25 zavrtávacie skrutky 280 3t21 Stredná teplota chladivá na výstupe z reaktora (°C) 300 6p19 Tlak dusíka v kolektore kanálov ionizačných komôr (MPa) 0,05 1

p31-40 Tlak v primárnom okruhu (MPa) 12,25 10p41-43 Tlak v 1. okruhu v režime dochladzovania (MPa) 1 3

p23 Kontrola tesnosti hlavnej upchávky (MPa) 0 2p24 Kontrola tesnosti vývodov kontroly teplôt (MPa) 0 12

p27-30 Tlaková strata v reaktore (MPa) 0,23 4p10 Podtlak v šachte (Pa) 200 1H26 Hladina vody v reaktore (mm) 1 900 2

g16-18 Obsah kyseliny boritej v reaktore (g. kg-1) 0-16 3C44 Koncentrácia vodíka pod vekom (%) 4 1

8. 12. 2015

9

Opis meraní na reaktore1. Do prvej skupiny meraní patria najmä režimové parametre: tlak a teplota chladiva,

koncentrácia kyseliny boritej, hladina vody (pri napĺňaní), tlaková strata v reaktore...® Priemerná teplota chladiva sa meria nad aktívnou zónou. Meranie teploty chladiva na výstupe z kaziet

sa využíva v systéme vnútroreaktorových meraní. ® Tlaková strata v reaktore sa meria pre trvalú kontrolu stavu aktívnej zóny reaktora. Hydraulický odpor

reaktora je charakterizovaný tlakovým rozdielom a meria sa rozdielovými manometrami. Viacnásobné meranie tlaku je potrebné nielen pre kontrolu, ale aj pre formovanie signálov, ktoré postupujú do havarijnej ochrany reaktora alebo pôsobia na technologické systémy zabezpečenia bezpečnosti.

® Koncentrácia kyseliny boritej v odluhovej vode reaktora sa meria na udržanie jej potrebnej koncentrácie v primárnom okruhu.

2. Do druhej skupiny - kontrola stavu konštrukčných prvkov, patria najmä kontrola teploty vlastného telesa, reaktora, prítlačného prstenca, príruby a iných uzlov, čo má veľký význam najmä počas ohrevu reaktora pri spúšťaní, pretože od rýchlosti ohrevu masívnych častí reaktora závisí životnosť a spoľahlivosť jeho prevádzky.

3. Do tretej skupiny meraní - kontrola prostredia okolo reaktora, patrí kontrola teploty betónovej ochrany, ktorá je deliacou a nosnou konštrukciou reaktora, pretože pevnosť betónu do určitej miery závisí od teploty. Betón sa zohrieva prenosom tepla z nádoby reaktora a pôsobením neutrónového žiarenia a žiarenia γ. V šachte sa kontroluje teplota a tlak vzduchu, podľa čoho možno hodnotiť tesnosť nádoby, pretože ak by sa v šachte objavila para, teplota a tlak (podtlak) v šachte sa budú líšiť proti normálnemu stavu.

Technologická kontrola na slučke PO1 - reaktor2 - PG3 - HCČ4 - KO5 - HUAp - tlakt - teplotaG - prietok∆p - tlakový spádtstr - stredná teplota chladiva∆t - rozdiel teplôt

Na schéme je chyba v pripojení KONa HCČ sa meria viac parametrov identifikujúcich normálnu prevádzku: teplota vinutia statora, chladiaceho vzduchu ložísk, hladina a tlak oleja v puzdrách motora, teplota v podpernom ložisku, teplota, tlak a množstvo organizovaných únikov... Merania sa využívajú v ochranách čerpadla.

8. 12. 2015

10

Schéma parovodov1 – PG2 – Poistné ventily PG3 – PS-A4 – PS-K5 – Uzatváracie ventily6 – Regulačné ventily7 – Turbína TG18 – Turbína TG29 – Kondenzátor K110 – Kondenzátor K211 – PS-VS prepúšťacia stanica pary na vlastnú spotrebu

HPK

Meraniana KO

1 - nádoba KO2 - ohrievakyp - tlakt - teplotaH - hladina

8. 12. 2015

11

Kontrola systémov havarijného chladenia aktívnej zóny reaktora

® Kontrola systémov havarijného chladenia aktívnej zóny reaktora obsahuje nasledujúce uzly: ® nádrže kyseliny boritej, ® hydroakumulátory® čerpadlá havarijného vstreku bóru, ® čerpadlá havarijného dochladzovania, ® sprchovacie čerpadlá a ® chladiče.

® Podľa charakteru príslušného zariadenia a technologickej schémy v havarijnom systéme sa kontrolujú hladiny v nádržiach borových roztokov a v hydroakumulátoroch, spotreba roztokov dodávaných do reaktora a do spŕch, tlak v hydroakumulátoroch pred a za čerpadlami, teplota vody pred a za chladičmi.

® Kontrolovať však treba aj koncentráciu kyseliny boritej v nádržiach, hydroakumulátoroch a v hlavných potrubiach, ktoré dopravujú roztok do reaktora.

Kontrola netesností primárneho okruhu® Dôležité miesto v kontrole reaktorového zariadenia má kontrola netesností v

primárnom okruhu, čo sa kontroluje priamym zisťovaním vlhkosti alebo aktivity v priestoroch HZ špeciálnymi prístrojmi systému LBB (leak before break) alebo pomocou viacerých nepriamych ukazovateľov.

® Netesnosť primárneho okruhu možno zistiť:® podľa klesania hladiny v kompenzátore objemu,® podľa deficitu prietokov doplňovacej vody a organizovaných únikov,® kontrolou tesnení oddeliteľných spojov zariadenia primárneho okruhu,® podľa teploty a tlaku v hermetických boxoch a v ochrannej obálke,® podľa objavenia vody v dolných kótach hermetických boxov a ochrannej obálky,® podľa koncentrácie rádioaktívnych plynov a aerosólov v hermetických boxoch a v

ochrannej obálke,® podľa aktivity chladivá sekundárneho okruhu medziokruhu, technickej vody a pod. (za

chladičmi prietokom chladivá primárneho okruhu).® V každom konkrétnom prípade sa zvolí vhodná metóda kontroly tesnosti. Celkový

stav tesnosti okruhu chladiva sa hodnotí podľa súhrnu viacerých ukazovateľov.

8. 12. 2015

12

Meranie výstupnej teploty palivových kaziet

® Systém merania VTPK je určený na monitorovanie teploty v reaktore v časti na výstupe z palivových kaziet a meranie teplôt v zmiešavacej komore reaktora počas prevádzky bloku.

® Meranie teplôt na výstupe z palivových kaziet a meranie teplôt v zmiešavacej komore nad AZ reaktora využíva termoelektrické snímače teploty (TST) s vonkajším priemerom f = 4 mm, umiestnené v suchých kanáloch BOR.

® Signály z TST sú vyvedené cez združovacie krabice na hlavách TK, v ktorých sú umiestnené odporové snímače teploty (OST) pre meranie teploty na ich svorkovniciach. Merané údaje z OST sú využívané pre kompenzáciu teploty porovnávacích koncov termoelektrických snímačov teploty.

Systém VTPK pozostáva z: ® 210 termoelektrických meracích reťazcov s TST typ K

(chromel-alumel) pre meranie teplôt na výstupe z palivových kaziet, pričom 186 jednoduchých TST využívalen SVRK, 12 dvojitých (využíva SVRK a šumová diagnostika), ďalších 12 dvojitých (využíva SVRK a PAMS).

® 6 termoelektrických meracích reťazcov s TST typ K (chromel-alumel) pre meranie teplôt v zmiešavacej komorenad AZ reaktora, pričom 4 jednoduché TST využíva len SVRK a dva dvojité TST využíva SVRK a PAMS.

® 24 meracích reťazcov s OST Pt 100 pre meranie teploty porovnávacích koncov TST.

8. 12. 2015

13

Systém VTAZ meranie výstupnej teploty z aktívnej zóny® Systém merania VTAZ je určený na

monitorovanie teploty nových meracích reťazcov pre špeciálny merací systém merania teplôt na výstupe z AZ reaktora s výstupom do PAMS (post accident monitoring system).

® Cieľom je umožniť operatívnemu personálu monitorovať stav aktívnej zóny reaktora počas havárie typu LOCA a po nej za účelom uvedenia technológie bloku JE do bezpečného a stabilizovaného stavu.

Meracie obvody VTAZ ® 14 meracích obvodov s TST typ K pre meranie VTAZ

reaktora. Pre tieto meracie obvody sú pre PAMS použité TST č. 1 z dvojitých TST inštalovaných vo vybraných suchých kanáloch BOR

® Teplotný údaj z VTAZ je vizualizovaný na zapisovačoch v BD na paneloch B38 a B39 a v ND panel DNG1.3.

® Komponenty meracích obvodov pre meranie VTAZ majúživotnosť 20 rokov s výnimkou dvojitých TST, ktorýchživotnosť je 5 rokov

8. 12. 2015

14

KSMTR - kontrolný systém merania teplôt reaktora

® KSMTR využíva na meranie kombinovaný snímač teploty (KST)typ KST-1/2xPt100-3xCHA, ktorý pozostáva z 2 ks OT Pt 100 a3 ks TČ – typ K umiestnených v puzdre (v stonke) s konektorom.

Celkovo KSMTR obsahuje: ® 24 meracích obvodov z OT pre meranie teplôt v cirkulačných slučkách reaktora,® 12 meracích obvodov z TC pre meranie teplôt v cirkulačných slučkách reaktora, ® 6 meracích obvodov s OT pre meranie teploty porovnávacích koncov TC.

Systém KSMTRTVCS - teplota v cirkulačných slučkáchVTPK - výstupné teploty z PKKST - kombinovaný snímač teplotyKK – kompenzačná krabicaTER – meracia a vyhodnocovacia stanica teplotných meraníSPAS – spracovanie a archivácia teplotných meraní

8. 12. 2015

15

TVCS teplota v cirkulačných slučkách® Systém merania TVCS je určený na monitorovanie

teploty v horúcich a studených vetvách cirkulačných slučiek reaktora počas prevádzky

® OST a TST sú umiestnené v jímkach na horúcich a studených vetvách cirkulačných slučiek reaktora na ich neoddeliteľnej časti.

® Výstupy TST sú pripojené do združovacej krabicekompenzačným vedením. Združovacia krabica vykonáva funkciu kompenzácie porovnávacieho TST konca vytvorením izotermického prostredia a meraním jeho teploty prostredníctvom OST v KK.

Zloženie TVCS® 36 meracích reťazcov s TST typ K pre meranie teplôt v

cirkulačných slučkách reaktora® 12 meracích reťazcov s OST typ Pt 100 pre meranie teplôt v

cirkulačných slučkách reaktora ® 12 meracích reťazcov s OST Pt 100 pre meranie teploty

porovnávacích koncov TST.

® Uvedené meracie reťazce sú súčasťou technologického počítačového systému (TPS) bloku JE.

8. 12. 2015

16

THRK systém merania teploty púzdier HRK® 37 meracích reťazcov s OST typ Pt 100 pre

meranie teploty vývodov puzdier HRK®Merané hodnoty sú vizualizované na

monitoroch technologického počítačového systému (TPS) .

POPIS A CHARAKTRISTIKA RCS® Zariadenie automatického regulátora výkonu reaktora RCS je

určené na reguláciu výkonu reaktora a jeho udržiavanie na zadanej úrovni.

® RCS reguluje výkon reaktora podľa neutrónového toku a podľa tlaku pary v HPK.

® Výkon reaktora ovplyvňuje povelmi na premiestňovanie kaziet HRK iniciovaním riadiacich signálov pre schému ovládania pohonov HRK.

® Potrebná spoľahlivosť regulátora je dosiahnutá použitím troch identických kanálov, výstupným akčným signálom regulátora sú povely na pohyb kaziet pracovnej skupiny HRK dole alebo hore po výbere 2 z 3.

8. 12. 2015

17

Režimy RCS® režim “Ručné ovládanie HRK” je regulátor odpojený z automatickej

regulácie

® režim “N” - RCS udržuje výkon reaktora na úrovni, ktorá bola pri prepnutí do režimu “N” s necitlivosťou ±2%.

® režim “T” - RCS zmenou výkonu reaktora udržuje stabilný tlak pary v HPK s necitlivosťou ± 50 kPa na zadanej úrovni. V tomto režime si zadávač tlaku “pamätá” zadanú hodnotu tlaku v HPK a zadávač výkonu sleduje aktuálnu hodnotu neutrónového výkonu.

® režim “S” - RCS len sleduje, či nedošlo k stúpnutiu tlaku pary v HPK o 220 kPa nad zadanú hodnotu. Ak áno, RCS sa automaticky prepne do režimu “T” a zreguluje tlak v HPK. Zadávač tlaku si “pamätá” zadanú hodnotu a zadávač výkonu sleduje aktuálnu hodnotu neutrónového výkonu.

Signály RCS® Zákaz vyťahovania kaziet HRK - „Zákaz Hore“, ak je signál :

® tlak v PO > 13 MPa,® „Blokovanie HRK“® interný signál NRE > 100% Nnom,® „NRE>Ndov“ (medza AO1-8% zo systému Ex-core red. 1, 2, 3)® perióda „T < 80s“ (binárny signál zo systému Ex-core red. 1, 2, 3).

® „Zákaz Hore“ pôsobí v každom režime regulátora. ® Zákaz zasúvania kaziet HRK – „Zákaz Dolu“, ak je signál:

® tlak v PO < 11,8 MPa.

® Signál AO3 ruší „Povolenie N“ aj „Povolenie T“ a tým blokuje povely na riadenie HRK regulátorom.

8. 12. 2015

18

Konštrukcia RCSKonštrukčne je RCS zložený z modulárneho PLC systému Simatic S7 – 400, realizovaný ako trojkanálový. Každý kanál pozostáva z nasledujúcich komponentov:® procesorová jednotka CPU 414-2DP ® komunikačný modul pre industrial ethernet (2x) CP443-1® karta pre analógové vstupy AI (U,I) SM431® karta pre digitálne vstupy DI 24V SM421® karta pre digitálne výstupy DO 24V SM422® karta pre analógové výstupy AO (U,I) SM432® zdroj 230V AC/ 24V DC PS405 10A ® 1x komunikačný prepínač OSM TP62® 1x optočleny PLC-OSP-24DC/300DC/1

Blokády RCS® Zákaz manuálneho prepnutia do automatickej regulácie ak:

® výkon reaktora je menší ako 8%

® pretlak v HPK nie je v medziach 3,8 ÷ 4,8 MPa.

® V automatickom režime „T" blokuje zapnutie ľubovoľného regulátora turbogenerátora (TVER) do režimu regulácie tlaku v HPK turbínou.

® Je blokovaný režim sekundárnej regulácie frekvencie v zariadení TVER, ak nie je RCS v automatickom režime „T".

® Je blokovaný režim primárnej regulácie frekvencie v zariadení TVER, ak nie je RCS v automatickom režime „S".

8. 12. 2015

19

Stavový diagram režimov RCS

Signalizácia RCS na BD H10 H15 H18 H2 H1 H22 H21 H5 H4

TEST rezerva rezerva é ê rezerva rezerva ê éTEST RCS HRK Hore HRK Dolu zákaz dolu zákaz hore

H11 H16 H19 H23 H24 H14 H13 H25 H26

rezerva rezerva rezerva rezerva rezerva N<8% rezerva AR NNRE<8% automatický

režim režim N

H12 H17 H20 H7 H6 H9 H8 H27 H28

rezerva Nnom rezerva P<Pz P>Pz rezerva rezerva T Snižší tlak v HPK vyšší tlak v HPK režim T režim S

8. 12. 2015

20

Väzba RCS na SORR® RCS pôsobí do schémy ovládania HRK prostredníctvom

signálov na riadenie HRK, „HRK hore“, „HRK dolu“ z každého kanálu RCS. V PGU4 je urobený výber 2/3. Výstupné signály sú v príslušnom smere blokované, ak pôsobí „Zákaz hore“, „Zákaz dolu“, alebo nie je automatický režim „N“, alebo „T“.

® Funkciu RCS ovplyvňujú signály AO-3 a „Blokovanie HRK“. Počas pôsobenia signálu „Blokovanie HRK“ je ovládacou časťou RCS generovaný signál "Zákaz hore", ktorý bráni kanálom RCS dvíhať kazety HRK.

® Signál AO-3 ruší „Povolenie N“ aj „Povolenie T“ a tým blokuje povely na riadenie HRK regulátorom. RCS sa počas AO-3 automaticky prepne do režimu "N" ak je dP<150kPa, alebo do „T“ ak je dp>150kPa.

Väzba RCS a AKNT® Z AKNT do RCS vstupujú analógové signály

4 ÷ 20 mA zodpovedajúce úrovni n-toku v energetickom pásme 0 - 125% Nnom .

® Do každého kanálu RCS prichádzajú tri signály neutrónového výkonu (tri z príslušnej redundancie systému N-toku ).

® Ďalej do každého kanálu RCS vstupujú tri binárne signály periódy T<80s a výkonu NRE>Ndov(AO1-8%) z príslušnej redundancie N-toku.

8. 12. 2015

21

Väzba RCS a TVER® Do TVER je vyvedená informácia o režime

RCS. Hardvérovo z RCS po výbere 2/3 prichádza do TVER logický signál o navolenom režime v RCS, „S“ a „AR+T“ pre TG31.

® Softvérovo (po komunikačnej linke) sú pre TVER odovzdávané informácie z každého kanálu RCS o hodnote aktuálneho tlaku HPK, odchýlke tlaku HPK dp, zadanej hodnote tlaku HPK pzad, o poruche „čidla“ tlaku HPK, automatický režim „T“ a režim „S“.

Regulácia bloku podľa tlaku v HPKpHPK

1 - meranie neutrónového toku 2 - regulátor3 - pohony HRK4 - riadiaci člen regulátora 5 - regulátor tlaku pary v HPK6 - manometer - tlak v HPK7 - zadaná hodnota tlaku8 - regulátor výkonu (teplota PO)9 - meranie teploty PO10 - riadiaci člen teploty PO11 - synchronizátor turbíny12 - regulátor otáčok TG13 - ventily TG14 - prietokomer pary v HPK

8. 12. 2015

22

Regulácia bloku podľa výkonu reaktoraN resp. ∆tPO

1 - meranie neutrónového toku 2 - regulátor výkonu reaktora3 - pohony HRK4 - riadiaci člen regulátora 5 - regulátor tlaku pary v HPK6 - manometer - tlak v HPK7 - zadaná hodnota tlaku8 - regulačná odchýlka - teplota v PO alebo neutrónový tok 9 - meranie teploty PO10 - riadiaci člen teploty PO resp neutrónového toku11 - synchronizátor turbíny12 - regulátor otáčok TG13 - ventily TG14 - prietokomer pary v HPK

Zabezpečovanie systémových služieb prenosovej sústavy

® Primárna regulácia výkonu (PRV) Súbor technických prostriedkov a opatrení autonómne zabezpečujúci rýchlu zmenu výkonu blokov ako reakciu na zmenu frekvencie ES (rádovo v sekundách).

® Sekundárna regulácia výkonu (SRV) Centralizovaná systémová služba PS udržujúca saldo ES SR a frekvenciu v ES na zadaných hodnotách. Zadaná hodnota výkonu je zadávaná z dispečingu prenosovej sústavy. Ak je TG pripravená poskytovať SRV, operátor navolí ponuku poskytovania tlačidlom „Ponuka SRV ZAP“.

® Terciárna regulácia výkonu (TRV) Centrálna koordinovaná systémová služba, ktorej cieľom je podporovať udržiavanie potrebnej zálohy pre sekundárnu reguláciuvýkonu.

8. 12. 2015

23

Histogram prevádzky s reguláciou1. blok EMO - rok 2005

A

B0

220

440

1.1 6.1 11.1 16.1 21.1 26.1 31.1 5.2 10.2 15.2 20.2 25.2 2.3 7.3 12.3 17.3 22.3 27.3 1.4 6.4 11.4 16.4 21.4 26.4 1.5 6.5 11.5 16.5 21.5 26.5 31.5 5.6 10.6 15.6 20.6 25.6

[MW]

DC

0

220

440

1.7 6.7 11.7 16.7 21.7 26.7 31.7 5.8 10.8 15.8 20.8 25.8 30.8 4.9 9.9 14.9 19.9 24.9 29.9 4.10 9.10 14.10 19.10 24.10 29.10 3.11 8.11 13.11 18.11 23.11 28.11 3.12 8.12 13.12 18.12 23.12 28.12

SPV (Po-Ne) [MW] Regulácie Zníženie výkonu Dosiahnuteľný výkon [MW]

LEGENDA K VÝPADKOM VÝROBY:A - výkonový efektB - generálna oprava bloku s vým enou palivaC - závada NZ TG11D - s kúš ky SRV

Viacfunkčná schéma regulácie bloku podľa požiadaviek regulátora a s korekciou frekvencie siete

Schéma umožňujePRV a SRV - rýchlou zmenou výkonu v rozmedzí ±5% Nnom rýchlosťou 20%/min.TRV - v rámci denného zaťaženia v rozmedzí 50÷100% Nnom rýchlosťou 2%/min.Používa sa program pHPK=const.Regulátor výkonu 2 je v režime S resp. T.Zadaný výkon TG pZ sa zadáva v bloku 9, ktorý dostáva zadanie od regulátora prenosovej sústavy 10, berie do úvahy obmedzenia výkonu bloku 11.

Regulátor výkonu TG 12 porovnáva skutočný výkon pS so zadaným a koriguje výkon podľa korektora frekvencie 13. Riadiaci signál prechádza na hydraulický systém 7 ovládania ventilov TG 8. Signál tlaku za ventilmi TG 6 sa dá využiť ako signál o výkone TG.

8. 12. 2015

24

TVER - turbínový výkonový elektronický regulátor

® Riadiaci systém bloku (jeden blok zahrňuje 2 TG každý po 250MW ) je postavený na procesorovom riadiacom systéme Simatic PCS7 firmy Siemens.

® Riadiaci systém zahrňuje logické riadenie a technologické ochrany 2ks TG (nahradzuje pôvodný systém DIAMO-K) a nové regulátory turbín (TVER).

® Z hľadiska hardwaru systém zahrňuje samostatné procesorové stanice pre jednotlivé celky (regulátory turbín + logické riadenie , ochrany TG + ochrany bloku ).

® Nad týmito stanicami sú operátorské stanice na báze PC s vizualizačným softwarom. Každému TG patrí operátorské pracovisko s dvoma monitormi na ktorých môžu byť - podľa voľby operátora -zobrazené rôzne obrazovky (snímky).

SIMATIC PC-based Controllers

• Control, operator control and monitoring

• Technological tasks• Data acquisition and

archiving• Link to PC hardware and

software• Integration of C/C++/C#

programs• Data exchange via OPC• Fail-safe control

8. 12. 2015

25

Modifikovaný riadiaci systém TVER-03 zaisťuje

® meranie a reguláciu otáčok TG ® reguláciu elektrického výkonu (včítane primárnej a sekundárnej

regulácie)® reguláciu tlaku pred turbínou® obmedzovaciu reguláciu a korektory vyplývajúce z konštrukcie

turbíny® ostrovnú prevádzku v miestnych podmienkach® ručné ovládanie regulačných a záchytných ventilov turbíny® ukazovanie teplotného namáhania rotoru turbíny® reguláciu tlaku v HPK pomocou PSK® obmedzenie výkonu TG podľa požiadaviek ZSB (MEDZA 1,2,3)

8. 12. 2015

26

Ovládacie prvky – základné rozdelenie obrazovky

® Riadiaci systém TG je ovládaný pomocou monitorov, klávesnice a polohovacieho zariadenia (tracball). Na obrazovke je zobrazený vždy jeden snímok časti technológie.

® Celá obrazovka má nasledujúce časti:1. horná lišta (prehľadová plocha s voľbami jednotlivých snímkov a

ďalšími informáciami, ktoré operátorovi uľahčujú prácu s vizualizačným systémom)

2. informačná lišta3. vlastný snímok (pracovná plocha)4. spodná lišta (tlačidlová lišta s ikonami).

® Pri prepínaní snímkov sa mení iba vlastný snímok, spodná a horná lišta zostávajú takmer rovnaké.

Aktívne prvky slúžiace iba pre vizualizáciu

® Tieto zobrazovacie polia podávajú operátorovi informáciu o aktuálnom stave príslušnej veličiny. Dôležité veličiny sa z dôvodu väčšej prehľadnosti zobrazujú pomocou stĺpcových grafov, kde aktuálna hodnota analógovej veličiny je zobrazená výškou zeleného stĺpca. Výdrž na prehrievacíchotáčkach je tiež analógová veličina, ktorá slúži iba pre informáciu operátorovi, a preto ani tu nie je umožnená žiadna akcia. Ďalším zobrazovacím poľom je pole pre zobrazenie binárneho signálu. V prípade, že dôjde napr.k strate RZ oleja, pozadie prvku sa podfarbí nasledovne:

® Zelená - znamená informáciu o normálnom prevádzkovom stave ® Žltá - znamená výstrahu alebo upozornenie, pričom adekvátne reaguje

riadiaci systém.® Červená - znamená nejaký prevádzkový stav, ktorý môže mať za následok

odstavenie TG, alebo je jeho dôsledkom. Väčšinou sa jedná o stráženie minimálnych, maximálnych hladín, teplôt a pod.

® ak je pole preškrtané mriežkou, znamená to, že meranie má zlú kvalitu

8. 12. 2015

27

Aktívne tlačidlá® Tlačidlá slúžia k priamemu ovládaniu technológie.® Ak je pozadie tlačidla šedé a text tlačidla je čierny, znamená to, že

kliknutím na tlačidlo môžeme vykonať akciu (napr. zapnutie korektora vákua). Po stlačení tlačidla zostane pozadie šedé v prípade, že sa akcia nevykonala z dôvodu nesplnenia nejakých podmienok.

® Ak ide o akciu podobnú zapnutiu korektora vákua alebo ponuky SRV, potom pozadie tlačidla zmení farbu na zelenú súhlasne s technologickým stavom.

® V prípade, že existujú jednoznačné podmienky na blokovanie tlačidla, potom je farba písma tlačidla zmenená na šedú. Presunutím kurzora myši nad toto tlačidlo nebude tiež zobrazený symbol, ktorý je charakteristický pre prvky, nad ktorými možno vykonať nejakú akciu.

®

Aktívne prvky slúžiace pre zobrazenie a ovládanie

® U pohonov sú signalizované stavy:® medzipoloha – šedá farba® zatvorené – zelená farba® otvorené – červená farba® porucha – modrá farba

® Pole v ľavom dolnom rohu signalizuje režim pohonu. „M“ pre manuálny režim a „A“ pre automatický režim.

® Kliknutím na takýto prvok vyskočí ovládacie okno.

8. 12. 2015

28

Ovládacie okno k aktívnemu prvku

Režimy regulátora TVER-03

8. 12. 2015

29

Nábeh na otáčky a fázovanie® Po zasmeknutí olejového systému a otvorení RZ ventilov prejde riadiaci

systém do regulacie otáčok, zadaná hodnota otáčok je vysledovaná na skutočnú (napr. pri zachytávaní stroja na otáčkách).

® Regulacia otáčok je uskutočňovaná prostredníctvom VT regulačných ventilov, NT klapky sú v pevnej väzbe s RV. Tlačidlom + je možno zvyšovať zadanú hodnotu otáčok ručne (alebo zadať číselne).

® Ak je odchýlka otáčok <100 ot/min, možno tlačidlom po stlačení tlačidla „AUT“ automaticky nabehnúť na prehrievacie otáčky 1300 ot/min predpísaným trendom 600 ot/min/min. Automatické nabiehanie možno kedykoľvek prerušiť stlačením tlačidla „MAN“.

® Po ukončení prestávky na prehrev je možné kliknutím na tlačidlo AUT pokračovať v nábehu, cieľová zadaná hodnota sa automaticky nastaví na 2995 ot/min a otáčky sa zvyšujú trendom 600 ot/min/min.

® Ak chceme TG nafázovať, klikneme na tlačidlo FÁZOVÁNIE AUT. Tým sa navolí režim „Fázovací automat“, kde ovládanie otáčok preberá fázovacíautomat pre synchronizáciu TG so sieťou

8. 12. 2015

30

Regulácia výkonuAk je regulátor výkonu vo funkci, možno zadanú hodnotu výkonu nastavovať :

a) ručne tlačidlami „+, -„b) ručne zadaním čísla z numerickej klávesnice do poľa „ZH“ výkonuc) automaticky zadaním cieľového výkonu a príslušného trendud) automaticky zadávaním žiadaného výkonu diaľkovo pri SRVe) sledovaním základného zaťaženia po nafázovaní

Nastavenie trendu výkonu® Trend výkonu je nastavitelný v rozsahu 0,0 MW/min – 7,5

MW/min po krokoch 0,1 MW/min - pre rýchlejšie nastavenie je možno zadať prednastavenú hodnotu 0,5%, 1% alebo 3% priamo tlačidlami pod stĺpcom trendu výkonu.

Korektory zadaného výkonu® Korektor frekvencie - operátor ho môže z pultu iba zapínať a vypínať

a nastaviť žiadanú frekvenciu. ® Korektor tlaku v HPK - upravuje zadaný výkon podľa regulačnej

odchýlky tlaku v HPK, ktorá je privedená z RCS. Korektor tlaku má kladnú a zápornú vetvu (+dp, -dp). Korektor tlaku +dp pracuje iba pri kladnej odchýlke tlaku. Jeho výstupný signál sa pripočíta k zadanému výkonu. Korektor však pôsobí až po prekročení necitlivosti +0,22 MPa. Korektor tlaku -dp pracuje pri záporných odchýlkach tlaku. Do funkcie ho zapína buď operátor ručne stlačením tlač. "kor.-dp ZAP", alebo sa zapína automaticky pri odchýlke tlaku dp < -0,22 MPa. Pri AO 3 sa pripája "zvýšený korektor -dp".

® Korektor vákua - Obmedzuje zadanú hodnotu výkonu pri stúpnutí tlaku v kondenzátoroch TG podľa charakteristiky danej výrobcom TG. Pracuje iba v režime regulácie výkonu. Výstupným signálom korektora je signál povoleného výkonu TG v závislosti na tlaku v HK.

8. 12. 2015

31

Korektor vákua v kondenzátore

Korekcia frekvencie

8. 12. 2015

32

Korektor tlaku v HPK plus

Korektor tlaku v HPK mínus

8. 12. 2015

33

Regulácia tlaku v HPK turbínou® Tlak v HPK sa dá regulovať z TVER buď turbínou - pomocou regulačných

ventilov turbíny, alebo prepúšťacou stanicou do kondenzátora (PS-K). Regulácia tlaku PS-K je stratová, preto je vhodnejšie použiť na reguláciu tlaku turbínu a prepúštacie stanice používať jen v prechodových stavoch (nábeh, výpadok TG a pod.) Funkčne sa regulátory tlaku TG a PS-K nelíšia od pôvodneho TVERu.

® Zadaná hodnota tlaku môže byť buď prebratá z RCS, alebo zadávaná v TVER –toto si OSO volí na obrazovke „regulácia tlaku“. Zadanú hodnotu tlaku možno zadať z TVER v rozsahu 4,00 - 4,80 MPa po kroku 0,01 MPa, zadaná hodnota sa mení pevným trendom 1% z rozsahu /s.

® Ak je regulátor tlaku mimo funkciu, zadaná hodnota v TVER sleduje skutočnú hodnotu tlaku.

® Ak v priebehu regulácie tlaku bude regulačná odchýlka tlaku > 0,4 MPa, automaticky sa prechádza do ručného režimu ovládania ROV (ručné ovládanie ventilov).

® Do režimu ROV alebo „regulácia výkonu“ je možné prejsť stlačením príslušného okna regulácie.

Ručné ovládanie ventilov TG® Pri predvolbe ručného ovládania ventilov môžeme priamo ovládať

VT ventily (a cez pevnú väzbu i NT klapiek) rýchlosťou 1%/s v celom rozsahu 0-100% otvorenia. Toto otvorenie sa vzťahuje na menovitý rozsah tlaku sekundárneho oleja.

® Na paneli ROV je prehľadne zobrazený celý reťazec ovládania akčných členov – regulačných ventilov, ktorý sa skládá z výstupu TVER 03 (4-20 mA) – tlak ladeného oleja (kPa) – zdvih servomotoru (%).

® Výstup z regulátoru TVER 03 (ZH) je na paneli ROV v %, tlaky sekundárneho oleja za EHP v kP, príslušné hodnoty otvorenia sú zobrazované v okne ROV stĺpcovými grafmi i číselnou hodnotou v % ( pre regulačné ventily (RV) i obtokový ventil (OV)).

8. 12. 2015

34

Regulácia tlaku v HPK prepúšťacou stanicou PS-K

Spolupráca RCS a TVERRežim bloku Režim RCS Režim regulátora TG1 Režim regulátora TG2Ustálená prevádzka bez korekcie frekvencie siete

S N + kor“-“ a KV N+ kor“-“ a KV

Ustálená prevádzka s korekciou frekvencie (PRV)

S N + kor.f. N + kor.f.

Ustálená prevádzka s diaľkovým zadávaním výkonu(SRV)

T N+SRV N+SRV

Stabilizácia novej výkonovej hladiny N N + kor“-“ a KV N + kor“-“ a KV

Zmena výkonu bloku T N + trend + Ncieľ N + trend + Ncieľ

8. 12. 2015

35

Malá modernizácia I&C

8. 12. 2015

1

Systém ochrany a riadenia reaktora 2

Úlohy SORR

• spustenie reaktora (dosiahnutie kritického stavu)• vyvedenie na energeticky využiteľný výkon v ručnom režime• udržanie zadanej hodnoty výkonu v ručnom režime

• automatickú reguláciu výkonu v rozsahu 10 až 100 % Nnom (RCS)• kompenzáciu zmeny reaktivity v ručnom a automatickom režime

(RCS)• automatické zníženie výkonu reaktora v prípade prekročenia

dovolených medzí vybraných parametrov (RLS a AKNT)• automatické rýchle odstavenie reaktora v prípade prekročenia

dovolených medzí vybraných parametrov (RPS a AKNT) vypnutím silového napájania pohonov HRK

8. 12. 2015

2

POPIS FUNKCIE SYSTÉMU SORR• Akčnými orgánmi systému SORR sú riadiace kazety. Všetky prevádzkové režimy

zabezpečuje systém SORR premiestňovaním riadiacich kaziet v aktívnej zóne.• Spustenie reaktora a nábeh na výkon do 10 % Nnom sa vykonáva ručne.• Kontrola neutrónového výkonu počas spúšťania a nábehu na výkon sa robí podľa úrovne

n-toku a rýchlosti jeho zmeny (periódy). Automatické odstavenie alebo zníženie výkonu reaktora pri objavení sa príslušných signálov je automatické.

• Kompenzácia zmien reaktivity sa robí premiestňovaním regulačných orgánov v aktívnej zóne v ručnom alebo automatickom režime alebo zmenou koncentrácie kyseliny boritejv chladive.

• Automatickú reguláciu výkonu realizuje regulátor výkonu pomocou premiestňovania skupín regulačných orgánov v aktívnej zóne reaktora.

• Automatická ochrana umožňuje spomalenie alebo zastavenie štiepnej reakcie zasunutím regulačných orgánov do aktívnej zóny. Podľa účinku na rýchlosť spomalenia štiepnej reakcie sú definované 3 stupne (druhy) automatickej ochrany AO1, AO3 a signál „Blokovanie HRK“.

Pohony regulačných orgánov SORR

• Ovládacími mechanizmami riadiacich kaziet sú elektromechanické pohony. Všetkých 37 kaziet má konštrukčne rovnaké pohony, v ktorých sa otáčanie elektromotora prevádza cez kinematickú dvojicu pastorok -ozubený hrebeň na posuvný pohyb.

• Pohony sú umiestnené v hornom bloku reaktora vo valcových puzdrách. Vnútro púzdra a pohonu sú zaplnené vodou primárneho okruhu o tlaku 12,2 MPa a teplote v hornej časti pohonu do 100°C (so zapnutým chladením) za normálnej prevádzky.

8. 12. 2015

3

Hlavné časti pohonov:

snímač polohyochranná spojka snímača polohyelektromotorochranná spojka ozubených koliesvretenové zariadenieregulátor rýchlosti pádutlmič nárazovprevodovkahrebeňová tyčchladiaci systémhydrouzáverbajonetový záchyt

Automatická ochrana reaktora V-2• Automatická ochrana reaktora spôsobuje automatické prerušenie alebo

spomalenie štiepnej reakcie v prípade vzniku havarijných situácií. Akčným orgánom automatickej ochrany Re sú riadiace kazety. Výstupné signály AO pôsobia cez schému ovládania riadiacich kaziet a cez schému napájania SORR.

• Schéma ochrán pôsobí na reaktor 3 druhmi bezpečnostných zásahov: AO1, AO3 a „Blokovanie HRK“.

• Zásah AO1. druhu spôsobuje rýchle súčasné zasunutie, všetkých regulačných kaziet do DKP (vypnutím napätia z ich motorov) rýchlosťou 20 - 30 cm/s.

• Zásah AO3. druhu spôsobuje zasúvanie pracovnej skupiny riadiacich kaziet rýchlosťou 2 cm/s a za ňou prípadne ďalšej podľa programu postupného prenosu pohybu. Pre neutrónovo fyzikálne príčiny platí nasledujúce: „Ak do 10 sek. pôsobenie signálu prvopríčiny nezanikne, prechádza na AO1. druhu“.

• Účinok AO–3 a „Blokovanie HRK“ trvá iba po dobu pôsobenia príslušných spúšťacích signálov. Signál „Blokovanie HRK“. ruší možnosť vyťahovania riadiacich kaziet. Pohyb dolu pri pôsobení signálu „Blokovanie HRK“ je dovolený.

8. 12. 2015

4

Základné funkcie BREAKEROV

Akčná časť automatickej ochrany reaktora АО1 je vyhotovená v podobe dvoch rovnakých nezávislých kompletov zariadenia – dvoch Breakerov elektrického napájania pohonov HRK (Breaker A a Breaker B), ktoré zabezpečujú príjem všeobecných (sumárnych) signálov АО1 podľa technologických parametrov zo systému RTS, neutrónovo-fyzikálnych parametrov od aparatúry AKNT, ich spracovanie podľa logiky „2 z 3“, príjem od tlačítkaAO1 z BD a ND ich spracovanie podľa logiky „1 z 2“ a formovanie výkonných príkazov na zapracovanie АО1.

Základné funkcie BREAKEROV• realizácia automatickej ochrany reaktora prvého druhu (АО1), ktorá zabezpečuje

rýchle odstavenie reaktora pri vzniku havarijnej situácie;

• vydávanie signálov prvopríčiny AO od zapôsobenia systému rýchleho odstaveniaRTS, systém meranie neutrónového výkonu AKNT, alebo tlačítok АО1 a signalizácia poruchy Breakrov na signálne tabla na BD a ND

• vydávanie signálov o zapracovaní АО1 do systém RPS;

• vydanie signálu o zapracovaní jednej redundancie do zostávajúcich dvochredundancií do skríň MSI systému RPS

• formovanie signálov АО1 do SORR a do systémov Elektro a ZSB;

• testovanie výberov a trasy formovania výkonných príkazov АО1 a na silové stýkače pri práci energetického bloku na výkone;

• zber a spracovanie informácií o stave a činnosti zariadenia a ich prenosu do technologického počítačového systému TPS;

8. 12. 2015

5

Automatická ochrana reaktora - Breaker

Väzba SORR na AKNT

• Väzba na AKNT je realizovaná signálmi „Zasúvanie HRK“ (AO3), ktoré sú privedené do schémy ovládania SORR, kde je realizovaný výber 2 z 3 (z redundancií AKNT).

• V AKNT vstupujú do AO3 signály varovnej periódy a varovného výkonu v príslušných pásmach. Signály sú tvorené v jednotlivých kanáloch a za každú redundanciu sú tvorené výberom 2 z 3.

• SignályAO1, AO3 sú z AKNT vydávané vždy len z aktuálneho pracovného pásma (PZ, MP, EP1, EP2).

8. 12. 2015

6

Väzba SORR na RCS• RCS pôsobí do schémy ovládania HRK prostredníctvom signálov na

riadenie pohybu HRK („HRK hore“ a HRK dolu“) z každého kanálu RCS. V PGU4 spína relé z ktorých pre daný pohyb je tvorený výber 2z3. RCS ovláda pohyb HRK iba ak je kľúč S48 v polohe „automatický režim“.

• Funkciu RCS ovplyvňujú signály AO3 a „Blokovanie HRK“. Kontakty z panelu PGU4 pôsobia spoločne do všetkých troch kanálov RCS. Počas pôsobenia signálu „Blokovanie HRK“ je ovládacou časťou RCS generovaný signál "Zákaz hore", ktorý bráni kanálom RCS dvíhať kazety HRK. Signál AO3 potláča automatický režim a tým blokuje povely na riadenie HRK regulátorom RCS.

• RCS po skončení AO3 pracuje v automatickom režime N, alebo T.

Väzba SORR na RLS• RLS pôsobí do schémy spracovania automatických

ochrán (v PGU4) prostredníctvom signálov „Zasúvanie HRK“ (AO3) a „Blokovanie HRK“ kontaktmi výstupných oddeľovacích relé umiestnených priamo v skriniach RLS odkiaľ sa oddelený signál privádza do skrine PGU4 (SORR) kde je realizovaný výber 2 z 3.

8. 12. 2015

7

Väzba SORR na systém KVRK

• Poloha kaziet pohonov HRK z blokov BRS je prostredníctvom panelu B 156 zavedená do KVRK1 stojan UVC 26. Poloha všetkých skupín HRK je zobrazovaná v fragmentoch KVRK a používa sa pri výpočte rekonfigurácie výkonového poľa vo výpočtovom komplexe KVRK.

Väzba SORR na komplex TPS

• Do komplexu TPS zo strany zariadenia SORR, pre účely diagnostiky a archivácie stavu zariadenia a činnosti zariadenia, postupujú dva druhy signálov podľa dôležitosti v rýchlosti zberu. Jedná sa o diskrétne signály a o iniciatívne signály.

8. 12. 2015

8

Väzba SORR na BREAKER-e A, B

Väzba na BREAKER-e A,B je realizovaná signálmi AO1, ktoré sú privedené do schémy spracovania AO1 v paneli PGU4, kde je realizované ovládanie pohonov HRK.. Zároveň Breakre svojimi výkonovými stykačmi rozpájajú napájacie prívody pohonov HRK.

Systém ochrany reaktora RPS

Pre zvýšenie spoľahlivosti riadenia bezpečnostných systémov, potrebných pre zvládnutie havarijných situácií, bol v rámci projektu modernizácie elektrárne V2 nasadený nový integrovaný riadiaci systém ochrany reaktora a bloku RPS na báze systému TELEPERM XS. Systém RPS zabezpečuje činnosti rýchleho odstavenia reaktora od technologických príčin (RTS) a spúšťanie technických prostriedkov pre zabezpečenie bezpečnosti (ESFAS).

8. 12. 2015

9

Integrovaný riadiaci systém ochrany reaktora a bloku RPS

zabezpečuje funkcie rýchleho odstavenia reaktora od technologických príčin (RTS) a spúšťanie technických prostriedkov pre zabezpečenie bezpečnosti (ESFAS). Funkciou RPS je plnenie troch hlavných úloh:

– zabezpečenie kontroly reaktivity a vytvorenie podkritičnosti AZ (RTS)

– zabezpečenie chladenia aktívnej zóny a odvodu tepla z PO (ESFAS PO, ESFAS SO)

– obmedzenie úniku RA látok na minimum (ESFAS PO)

RLS

• RLS integruje pôvodné funkcie AO3 (vrátane ROM), • blokovanie HRK, ochranu proti studenému

pretlakovaniu tlakovej nádoby reaktora SOT,• regulácie PSA, LOPG a prídavné funkcie ESFAS cez RLS. • Funkcie od neutrónovo fyzikálnych príčin sú

zabezpečované samostatným systémom merania n-toku reaktora AKNT-17R (ex-core).

8. 12. 2015

10

RLS

AO3 zabezpečuje zníženie výkonu reaktora od nasledovných príčin:

• ľubovoľné tlačidlo AO3 (funkciu zabezpečuje SORR)• činnosť AO1• tlak v PO > 13,2 MPa• teplota v dvoch horúcich vetvách slučiek > 307°C• hladina v dvoch pracujúcich PG < 1,72m• Nkor > 103% Nnom• pracuje 5 slučiek PO a Nkor > 77% Nnom• pracujú 4 slučky PO a Nkor > 62% Nnom• pracujú 3 slučky PO a Nkor > 46% Nnom• pracujú 2 a menej slučiek PO a N > 4% Nnom podľa výkonu NEP

• pracuje jeden TG a Nkor > 65% Nnom• žiadny pracujúci TG a Nkor > 25% Nnom• tlak v PO < 11,3 MPa

8. 12. 2015

11

RLS - Blokovanie HRK

Blokovanie HRK – je prevádzková blokáda - zákaz pohybu HRK smerom hore (počiatočná funkcia AO4 od technologických príčin). Signál „Blokovanie HRK“ blokuje pohyb HRK smerom hore od nasledovných príčin:činnosť AO1činnosť AO3 (funkciu zabezpečuje SORR)HRK na DKVNEP > 102% NnomNEP > (Ntrend + 8% Nnom)CPU RLS mimo prevádzky (2 z 3 CPU)

Prídavné funkcie ESFAS cez RLS

Riadia zásobu vody a preplnenie PG.Aktivácia prídavných funkcií ESFAS cez RLS je od nasledovných príčin:• hladina v príslušnom PG > 2,52 m za podmienky T v

2/6 HCS > 200 °C• hladina v príslušnom PG < 1,42 m m za podmienky T

v 2/6 HCS > 200 °C

8. 12. 2015

12

LOPG cez RLS

LOPG – zabezpečuje lokálne ochrany parogenerátorov

Aktivácia LOPG je od nasledovných príčin:

• malá stredná hladina v príslušnom PG < - 120 mm

• malá stredná hladina v 2/6 PG < -120 mm

• zvýšená stredná hladina v príslušnom PG > + 75 mm

• vysoká stredná hladina v príslušnom PG > + 100 mm

• vysoká stredná hladina v príslušnom PG < + 80 mm

• veľmi vysoká stredná hladina v príslušnom PG > + 200 mm

SOT

SOT – chráni pred studeným pretlakovaním reaktorovej nádoby• Ochrana pred natlakovaním PO za studena zabezpečuje

svojimi činnosťami, že okamžitá kombinácia tlaku v PO a najnižšej teploty studenej vetvy neprekročí hraničné hodnoty určené P-T krivkou pre natlakovanie za studena

• Okrem ochranných činností pri natlakovaní za studena, SOT vykonáva aj ochranu pred nežiadúcim poklesom tlaku v PO spôsobeným falošným otvorením a/alebo nezatvorením odľahčovacieho ventilu kompenzátora objemu.

8. 12. 2015

13

SOT vykonáva nasledujúce činnosti v jednotlivých stupňoch:

• 1. stupeň (Ppo > Pmax1, podmienka pôsobenia: teplota v PO je väčšia ako Tkl) - ochrana vypne EOKO a otvorí oddeľovací ventil kompenzátora objemu YP10S52

• 2. stupeň (Ppo > Pmax1, podmienka pôsobenia: TPO <= Tkl) - ochrana vypne EOKO, TJ21(41,61)D01, TB11(12)D01, TK20(40,60)D02 a otvorí oddeľovací ventil kompenzátora objemu YP10S52

• 3. stupeň (Ppo > Pmax2, podmienka pôsobenia: TPO < Tkl alebo AO1) - ochrana otvoríovládací a riadiaci ventil kompenzátora objemu YP10S61 a YP10S51

• 4. stupeň (Ppo < Pmin, podmienka pôsobenia: Ppo < Pmax2) - ochrana dáva signál na zatvorenie oddeľovacieho a ovládacieho ventilu kompenzátora objemu YP10S52 a YP10S61

• 5. stupeň (Ppo >17MPa) - nová prevádzková blokáda na TB11(12)D01, ktorá vypne čerpadlá pri zvýšení tlaku v PO nad 17 MPa pri pevnostných tlakových skúškach

•• Tlaky (Pmax1, Pmax2, Pmin) a teploty (Tkl) vychádzajú z limitných P-T kriviek pre normálnu

prevádzku 3. a 4. bloku JE V-2, viď. obr. 19 ÷ 21.

Regulácia PSAPSA – zabezpečuje reguláciu prepúšťacích staníc do atmosféry. Priority ovládania PSA sú:signálom ESFAS, ovládanie najvyššej priority, pri tlaku v PG > 5,3 MPa sa na príslušnej PSA vykoná :funkcia ESFAS - otvorí RA; signál na otváranie trvá do poklesu tlaku v PG pod 5,2 MPafunkcia RLS - voľba ovládania „RUČ“ (ak bola) sa prepína na „AUT“ ak PPG>5,3MPaprepne reg. PSA z režimu „RUČNE“ alebo „DOCHLADZOVANIE“ (ak bolo navolené) do režimu „TLAK“ ak PPG>5,3MPasignálom „Zníženie tlaku PG“ (NTG_1<35MW A NTG_2<35MW A NR>77% Nkor) sa vykoná:nútene otvára všetky PSA RA; signál na otváranie trvá 10s, prepne reg. PSA do režimu „TLAK“voľba ovládania „RUČNE“ (ak bola) sa prepína na „AUT“RUČNE diaľkové ovládanie (BD i ND) umožňuje riadiť RA v rozsahu tlakov do 5,3 MPa (do prechodu na ovládanie vyššej priority). Automatické ovládanie predstavuje normálny stav ovládania PSA a zabezpečuje reguláciu zadaného tlaku v PG v prípade, že príde k jeho zvýšeniu nad nastavenú úroveň.

8. 12. 2015

14

Logická schéma regulátora PSA

Legenda k logickým schémam

8. 12. 2015

15

PAMS - pohavarijný monitorovací systém (Post Accident Monitoring System)

Systém PAMS umožní posúdiť stav zariadení JE počas havarijných situácií a po havárii podľa nasledovných kritérií :

– Identifikácia havárie– Sledovanie priebehu havárie– Poskytnutie informácií na odôvodnené prijatie núdzových opatrení zákonnými

orgánmi.Príklady závažných havárií, ktoré by mohli ohroziť bezpečnosť, ak sa degradujú podmienky sú:

– Havária so stratou chladiva (LOCA)– Prechodové procesy pri nadmernom tlaku,– Predvídané prevádzkové udalosti, ktoré nastanú ako očakávané prechodové procesy

po havárii bez – odstavenia reaktora– Zmeny reaktivity, ktoré vyústia do úniku rádioaktívnych materiálov

Signály vstupujúce do PAMS• signály z RLS a AKNT- teploty chladiva nad AZ a v slučkách, neutrónový tok v

reaktore, polohy HRK• hladina v reaktore, hladina v boxe PG, stav HCČ, teplota, tlak, hladina BN (v

barbotážnej nádrži), hladina KO• prietok HNČ, SHNČ, stav PV PG, PSA, RČA, tlak pary pred PSA• stav armatúr, čerpadiel, prietoky SHCHAZ, hladiny nádrží • SHN - Núdzové napájanie, výkon DG, hladina paliva DG, napätie z DGS• meranie aktivity plynov v komíne, rýchlosť a smer vetra• dávkový príkon v HZ, hladina v bazéne skladovania paliva, • meranie koncentrácie vodíka a kyslíka (systém hermetického priestoru IHZ)• rezerva do varu chladiva v reaktore RTvarAZ = Tvar – Tmer