陸豐核電AP1000技術(shù)特點(diǎn)U

1、中廣核陸豐核電AP1000技術(shù)特點(diǎn) -儀控專業(yè)陸豐核電維修部陸豐核電維修部 蔡俊東蔡俊東 目目 錄錄 01. 陸豐核電公司介紹陸豐核電公司介紹 02. 陸豐核電項(xiàng)目介紹陸豐核電項(xiàng)目介紹 03. AP1000技術(shù)路線技術(shù)路線 04. AP1000儀控主要技術(shù)特點(diǎn)儀控主要技術(shù)特點(diǎn)201陸豐核電公司介紹陸豐核電公司介紹302陸豐核電項(xiàng)目介紹陸豐核電項(xiàng)目介紹403AP1000技術(shù)路線技術(shù)路線5p AP1000 采用了依靠重力、溫差和膨脹等自然力來驅(qū)動的安全系統(tǒng)，并通過蒸發(fā)、冷凝、對流、自然循環(huán)來帶走熱量。即：非能動的安全系統(tǒng)，它不需要任何泵來驅(qū)動流體，也就不需要交流電源，因此AP1000核電廠取消了要

2、求極高的安全級應(yīng)急電源（柴油發(fā)電機(jī)組）。p 采用屏蔽反應(yīng)堆冷卻劑泵。AP1000 首次采用大型屏蔽電機(jī)泵作為反應(yīng)堆冷卻劑循環(huán)泵，由于沒有軸封而提高了反應(yīng)堆系統(tǒng)的安全可靠性；屏蔽電機(jī)泵直接倒置于蒸汽發(fā)生器的底部，簡化了系統(tǒng)。p 使堆芯熔融物保持在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)。1.AP10001.AP1000技術(shù)的先進(jìn)性技術(shù)的先進(jìn)性舉例：舉例：非非能動余熱排出能動余熱排出系統(tǒng)系統(tǒng)將堆芯熔融物保持在壓力容器內(nèi)（IVR）是AP1000 所特有的創(chuàng)新技術(shù)。安全殼內(nèi)置換料水箱向堆腔充水蒸汽排出帶出熱量將堆芯熔融物保持在壓力容器內(nèi)IVR35 簡化了安全系統(tǒng)配置；減少了安全支持系統(tǒng)；大幅度地減少了安全級設(shè)備(包括核級電動

3、閥、泵和電纜等)、材料及廠房；取消了核級應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，使相關(guān)設(shè)備費(fèi)、工程費(fèi)用下降；工程量減少；廠址利用率高。 用模塊化的設(shè)計(jì)與建造技術(shù)，俗稱“搭積木”，工期縮短。模塊化施工的前題是模塊化設(shè)計(jì)。模塊化施工將“先土建，后安裝”，“串聯(lián)式”的傳統(tǒng)施工方法，改變?yōu)椤肮S預(yù)制，現(xiàn)場組裝”的“并聯(lián)式”施工，大大地節(jié)約了核電廠的建造時間（由6072個月縮短為4856個月）。當(dāng)然，模塊化施工的接口管理比較復(fù)雜，對施工管理提出了更高的要求。模塊化施工本身是成熟技術(shù)，在其他行業(yè)，如化工、造船、建筑行業(yè)己有較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。2. AP10002. AP1000核電廠的經(jīng)濟(jì)性核電廠的經(jīng)濟(jì)性設(shè)備部件百萬千瓦級第 A

4、P1000 相比二代核島 核島 減少（紅沿河） （三門） 數(shù)量相比減少百分比安全級閥門3060個599個 2461個 80.4%52臺4臺安全級水泵管道長度電纜長度 48臺 92.3% 58.4% 48.6%核島安全級構(gòu)筑物混凝土澆注量23萬m39.8萬 13.2萬m3 m357.4%AP1000核島設(shè)備、材料減少情況AP1000EPR機(jī)械設(shè)備（以泵和閥為例)泵安全1 級4（RCP ）4（RCP ）安全2 級023安全3 級061閥門核級5997100安全4 級（非核級）20003700安全級電氣設(shè)備AP1000 與EPR 相比安全級電纜縮短了85%，安全級電氣設(shè)備基本上限于直流設(shè)備，取消了

5、1E級的應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組。建造工作量（ 土建施工中核安全級的構(gòu)筑物混凝土澆筑量）約為5 萬立方米約為20 萬立方米 AP1000世界首堆：三門世界首堆：三門1號號機(jī)組機(jī)組3. AP10003. AP1000核電廠建設(shè)情況核電廠建設(shè)情況74 中國依托項(xiàng)目（沿海廠址 4臺） 美國項(xiàng)目（內(nèi)陸廠址 4臺）三門2號海陽1號海陽2號Vogtle 3、4號VC Summer 2、3號04AP1000儀控主要技術(shù)特點(diǎn)儀控主要技術(shù)特點(diǎn)141 1. . AP1000數(shù)字化儀表控制系統(tǒng) AP1000儀控系統(tǒng)利用數(shù)字化控制和保護(hù)系統(tǒng)，集成了電廠各個獨(dú)立的工藝系統(tǒng)，為電廠的保護(hù)和操作提供了一個統(tǒng)一的界面。這種集成的儀控

6、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少了接口和軟件平臺的數(shù)量，從而提供了一個優(yōu)化的結(jié)構(gòu)和性能。 AP1000的儀控系統(tǒng)采用ABB的Common Q + 艾默生過程控制Ovation的組成方式。 Ovation系統(tǒng)由艾默生過程控制公司推出的集過程控制及企業(yè)管理信息技術(shù)為一體的，多任務(wù)實(shí)時控制系統(tǒng)系統(tǒng)，為成熟的工業(yè)過程控制系統(tǒng)，應(yīng)用于核電的非安全級DCS；另一方面，ABB/CE在核電儀控方面早已取得NRC 的證書，特別是它的1E 級部分(ADVANT)，包含有核級堆芯計(jì)算機(jī)，可以作DNBR 和LPD的在線計(jì)算與保護(hù)，其Common Q在火電廠的燃燒控制中也有應(yīng)用，且已通過核電應(yīng)用環(huán)境適用性考驗(yàn)，包括設(shè)備抗震要求，批準(zhǔn)的V

7、&V程序和質(zhì)保程序評價等。保護(hù)和安全監(jiān)視系統(tǒng)（PMS）運(yùn)行和控制中心系統(tǒng)（OCS）數(shù)據(jù)顯示和處理系統(tǒng)（DDS）電廠控制系統(tǒng)（PLS）汽輪機(jī)控制和診斷系統(tǒng)（TOS）堆內(nèi)儀表系統(tǒng)（IIS）特殊監(jiān)測系統(tǒng)（SMS）多樣化驅(qū)動系統(tǒng)（DAS）輻射監(jiān)測系統(tǒng)（RMS）地震監(jiān)測系統(tǒng)（SJS）2.2. AP1000的十大儀控系統(tǒng) 核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)（NSSS）、CI 和BOP 部分系統(tǒng)的控制和監(jiān)測，由基于非安全級集散控制系統(tǒng)（DCS）平臺的控制柜（控制器等）、本地I/O 和遠(yuǎn)程I/O 機(jī)柜構(gòu)成。 數(shù)字化棒控系統(tǒng)（DRCS）包括非標(biāo)的電源柜和基于非安全級DCS 平臺的邏輯柜。 棒位指示系統(tǒng)包括棒位探測器、邏輯柜（控制器

8、等）、安全殼內(nèi)數(shù)據(jù)采集柜、落棒試驗(yàn)柜。邏輯柜基于非安全級DCS 平臺，棒位探測器、安全殼內(nèi)數(shù)據(jù)采集柜和落棒試驗(yàn)柜為非標(biāo)設(shè)備。2.2. AP1000的十大儀控系統(tǒng)-電廠控制系統(tǒng)（PLS）AP1000有69個控制棒束組件，可分為功率控制棒組（M棒組）、軸向偏移棒組（AO棒組）和停堆棒組。其中M1和M2是黑棒，A/B/C/D是灰棒?；野舻膱?zhí)行功能等同于壓水堆的調(diào)硼，就不需要日常的硼稀釋了?；野裘刻熳詣犹嵘?0 步就代替了每天4ppm 的硼稀釋。當(dāng)灰棒完全從堆內(nèi)提升后需要定期的稀釋。功率控制（Power Control）系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)M 棒組位置來控制反應(yīng)堆冷卻劑平均溫度。有別于CPR1000的G棒控制

9、功率，R棒調(diào)節(jié)溫度。 TOS用來控制和保護(hù)汽輪發(fā)電機(jī)， 具有下列功能： 截?cái)噙M(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸和低壓缸的蒸汽流量，以響應(yīng)保護(hù)停機(jī)、自動緊急停機(jī)和超速保護(hù)動作。 將數(shù)據(jù)發(fā)送到PLS，為電廠其它控制系統(tǒng)提供TOS 的狀態(tài)信息。 提供與PLS 的接口，以根據(jù)其它系統(tǒng)的要求或狀態(tài)對汽機(jī)進(jìn)行控制，例如給水泵跳閘等。 自動或手動控制汽機(jī)速度和負(fù)荷。AP1000采用三菱重工的汽輪機(jī)技術(shù)，陸豐項(xiàng)目是由哈汽技術(shù)引進(jìn)，采用Ovation實(shí)現(xiàn)控制和保護(hù)，EPRO的監(jiān)測系統(tǒng)，通過通訊接入Ovation。2.2. AP1000的十大儀控系統(tǒng)-汽輪機(jī)控制和診斷系統(tǒng)（TOS） 保護(hù)和安全監(jiān)測系統(tǒng)（PMS）主要用于監(jiān)測電廠異常

10、工況，驅(qū)動適當(dāng)?shù)陌踩δ軐?shí)現(xiàn)并維持電廠安全穩(wěn)定的停堆工況。PMS 控制電廠的安全級設(shè)備，可在主控制室和遠(yuǎn)距離停堆室進(jìn)行控制。另外，在事故期間和事故后，PMS 設(shè)置了監(jiān)測設(shè)備，用于監(jiān)測電廠安全功能。 PMS主要完成下列三個功能： 反應(yīng)堆緊急停堆； 專設(shè)安全設(shè)施（ESF）驅(qū)動； 1E 級數(shù)據(jù)處理和顯示（ QDPS） 結(jié)構(gòu)上包括以下部分： PMS 監(jiān)測變量的傳感器，分為三類，即過程傳感器/核測儀表探測器/就地設(shè)備狀態(tài)輸入； 反應(yīng)堆緊急停堆系統(tǒng)/專設(shè)安全設(shè)施驅(qū)動系統(tǒng)機(jī)柜，包括定值器處理器邏輯子系統(tǒng)和局部符合邏輯子系統(tǒng)； 停堆斷路器裝置 設(shè)備接口模塊，設(shè)備接口模塊在主控制室提供某些設(shè)備的手動控制； 1E

11、 級數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)； 隔離裝置，隔離裝置用來保持序列之間的電氣獨(dú)立，防止非安全有關(guān)系統(tǒng)故障影響安全。2.2. AP1000的十大儀控系統(tǒng)-保護(hù)和安全監(jiān)測系統(tǒng)（PMS） DAS 是為了減少PMS 發(fā)生假定共因故障（CCF）引起的風(fēng)險而設(shè)置的一個系統(tǒng)，是PMS 的后備。 DAS 有三個主要的功能： 當(dāng)規(guī)定的電廠參數(shù)超過整定值時，提供另一種多樣化的手段來自動停堆和驅(qū)動選定的ESF； 提供另一種多樣化的手段來獨(dú)立手動停堆和驅(qū)動選定的ESF； 為選定的電廠參數(shù)提供專用的、獨(dú)立的指示。 DAS 由處理器機(jī)柜、儀表機(jī)柜、爆破閥機(jī)柜和一些支持設(shè)備組成，每個處理器機(jī)柜單獨(dú)處理輸入信號，并產(chǎn)生輸出信號。輸出信號經(jīng)過

12、二取二表決邏輯后，采用通電驅(qū)動方式進(jìn)行驅(qū)動。 爆破閥控制機(jī)柜包括與爆破閥點(diǎn)火裝置連接的爆破閥控制器。DAS 爆破閥控制器與PMS 爆破閥控制器是不同的且是獨(dú)立的。2.2. AP1000的十大儀控系統(tǒng)-多樣化驅(qū)動系統(tǒng)(DAS) 運(yùn)行和控制中心系統(tǒng)包括的設(shè)施有主控制室（MCR）、遠(yuǎn)距離停堆室（RSR）、技術(shù)支持中心（TSC）、應(yīng)急指揮中心（EOF）、運(yùn)行支持中心（OSC）和就地控制站（LCS）等設(shè)施。這些設(shè)施內(nèi)的HSI 資源主要包括： 大屏幕信息系統(tǒng)（WPIS）； 報警系統(tǒng)； 電廠信息系統(tǒng)（包括顯示畫面）； 專用控制器和軟操； 計(jì)算機(jī)化規(guī)程系統(tǒng)（CPS）； 1E 級數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（QDPS）； 通信

13、設(shè)施等。 其中WPIS、報警系統(tǒng)、電廠信息系統(tǒng)和CPS 在基于非安全級平臺的數(shù)據(jù)處理和顯示系統(tǒng)（DDS）上運(yùn)行；軟操和專用控制器通過電廠控制系統(tǒng)（PLS）以及保護(hù)和安全監(jiān)測系統(tǒng)（PMS）實(shí)現(xiàn)其功能；QDPS 是PMS 的一部分，采用安全級平臺。 工作站具有控制安全級和非安全級系統(tǒng)/設(shè)備的能力。2.2. AP1000的十大儀控系統(tǒng)-運(yùn)行和控制中心系統(tǒng)（OCS） DAS 盤上設(shè)置單獨(dú)的控制器用于手動驅(qū)動反應(yīng)堆停堆和選定的專設(shè)安全設(shè)施（ESF）。DAS 盤為非安全級。DAS 盤的總允許開關(guān)設(shè)置在主專用安全盤上。 計(jì)算機(jī)化規(guī)程系統(tǒng)（CPS）是一種基于軟件的、數(shù)據(jù)驅(qū)動的動態(tài)系統(tǒng)，它能指導(dǎo)操縱員執(zhí)行電廠的

14、運(yùn)行規(guī)程。CPS 系統(tǒng)可用于正常、異常運(yùn)行規(guī)程和應(yīng)急運(yùn)行規(guī)程。 CPS 系統(tǒng)的服務(wù)器端程序運(yùn)行于計(jì)算機(jī)化規(guī)程系統(tǒng)服務(wù)器上，CPS 系統(tǒng)的客戶端程序運(yùn)行于工作站上。 在放射性廢物控制區(qū)、一回路取樣室和汽機(jī)廠房分別設(shè)置了就地控制站，為非安全級、不抗震。2.2. AP1000的十大儀控系統(tǒng)-運(yùn)行和控制中心系統(tǒng)（OCS） 特殊監(jiān)測系統(tǒng)（SMS）包括監(jiān)測電站特定系統(tǒng)和設(shè)備的三個獨(dú)立系統(tǒng)。 數(shù)字式金屬撞擊監(jiān)測系統(tǒng)（DMIMS-DXTM） 金屬物件能通過多種途徑進(jìn)入反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)，典型來源包括換料和檢查工具、維修工具和零件、反應(yīng)堆系統(tǒng)部件和堆內(nèi)構(gòu)件的破損。金屬物件與反應(yīng)堆系統(tǒng)內(nèi)壁或結(jié)構(gòu)撞擊時產(chǎn)生聲波，寬帶

15、加速度傳感器能適應(yīng)在反應(yīng)堆本底噪聲不是很大并且聲波在反應(yīng)堆冷卻劑承壓邊界的衰減不嚴(yán)重前提下進(jìn)行有效的監(jiān)測。為使撞擊探測的靈敏度最大，把傳感器安放在盡可能接近能捕捉到松動件的區(qū)域，包括反應(yīng)堆壓力容器上下封頭和蒸汽發(fā)生器入口。有了這些傳感器，可計(jì)算具體的撞擊源位置。其它計(jì)算，如撞擊物的質(zhì)量估計(jì)也變得容易。 堆芯吊籃振動監(jiān)測系統(tǒng)（CBVMS） 在壓水堆（PWR）中，吊籃圍繞堆芯并完全支撐著堆芯端部。當(dāng)堆芯靠近或遠(yuǎn)離壓力容器壁時，反應(yīng)堆冷卻劑對中子通量的屏蔽效應(yīng)會發(fā)生變化。因此核儀表系統(tǒng)（NIS）堆外功率量程探測器探測到的中子通量，隨著堆芯與壓力容器相對運(yùn)動而變化。中子噪聲測量可幫助對下述問題的診斷：

16、 1）吊籃壓緊彈簧預(yù)緊力減小 2）堆芯上、下流態(tài)的異常2.2. AP1000的十大儀控系統(tǒng)-特殊監(jiān)測系統(tǒng)（SMS） 反應(yīng)堆冷卻劑泵監(jiān)測系統(tǒng)（RCPMS） 反應(yīng)堆冷卻劑泵監(jiān)測系統(tǒng)（RCPMS）是為保護(hù)關(guān)鍵設(shè)備所開發(fā)的特殊監(jiān)測系統(tǒng)之一。反應(yīng)堆冷卻劑泵監(jiān)測系統(tǒng)（RCPMS）是一個連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，提供診斷工具和信息以幫助評價反應(yīng)堆冷卻劑泵的性能。2.2. AP1000的十大儀控系統(tǒng)-特殊監(jiān)測系統(tǒng)（SMS） AP1000 堆內(nèi)儀表系統(tǒng)中，采用了更為先進(jìn)的中子溫度測量通道進(jìn)行反應(yīng)堆堆芯參數(shù)的測量，它集自給能探測器和熱電偶于一體，不僅能夠測量堆芯中子通量，還能測量反應(yīng)堆內(nèi)的溫度。 AP1000 堆內(nèi)儀表系統(tǒng)由

17、堆芯儀表套管組件以及相關(guān)的信號和數(shù)據(jù)處理設(shè)備組成，堆芯儀表套管組件里面裝有堆芯中子探測器和堆芯出口熱電偶元件裝一個護(hù)套內(nèi)。一共有42 根長度相同的堆芯儀表套管組件，每個堆芯儀表套管組件包括7 個釩熱中子探測器和一個不接地K 型熱電偶。系統(tǒng)采用釩熱中子探測器，這是因?yàn)榕c銠中探測器比較而言，它有更長的服務(wù)壽期。 堆芯儀表套管組件穿過反應(yīng)堆壓力容器的上封頭和堆內(nèi)構(gòu)件被插入到堆芯活性區(qū)。2.2. AP1000的十大儀控系統(tǒng)-堆內(nèi)儀表系統(tǒng)（IIS）CPR1000：探測器是堆芯通量測量的敏感元件，又稱微型裂變室。AP1000 ：自給能中子探測器。 在輻射場中，由于物質(zhì)與輻射場的相互作用，任何物體都可能因發(fā)

18、射和吸收荷電粒子而帶電。物體帶電的情況與材料及其幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)，置于輻射場中的兩相互絕緣的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體），由于帶電情況和程度不同，它們之間就產(chǎn)生了電勢差，若用導(dǎo)線連接它們，則導(dǎo)線中就會有電流流過，這種效應(yīng)是輻射能量直接轉(zhuǎn)化而來的，它的大小和變化反映出輻射場的特性和變化，自給能探測器就是利用這種現(xiàn)象制成的。2.2. AP1000的十大儀控系統(tǒng)-堆內(nèi)儀表系統(tǒng)（IIS）BEACON 系統(tǒng)的分析程序能精確地計(jì)算出當(dāng)前反應(yīng)堆的功率分布是否在AP1000 技術(shù)規(guī)格書規(guī)定的運(yùn)行限值范圍內(nèi)，計(jì)算出整個堆芯核功率的三維分布。BEACON 系統(tǒng)分析程序還向操作員提供測量峰值因子是否與設(shè)計(jì)模型計(jì)算出的峰值因子相一致的信息，以便計(jì)算出合適的燃料裝料分布圖。分析軟件還向可視報警盤提供信息，以激活報警窗口，提醒操作員目前存在和即將存在的反應(yīng)堆運(yùn)行越限信息。 RMS 系統(tǒng)的主要功能是對