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核电仪控系统分为三个层次:
一是仪表和执行器层次。核电站仪控系统的好基础层次是仪表和执行器层,无论是火电、核电、轻工、化工、石化,与主设备打交道的主要是传统的变送器、传感器和执行器等。目前在核电站中大部分都是采用模拟技术,数字化技术很少采用,在信号传输方面也没有采用现场总线技术。
二是控制层次。控制层基于数据采集单元、DCS控制站和PLC产品,完成现场信号输入输出、自动控制和保护功能。
三是监控层次。传统的主控室基于老式的模拟盘,有点像上世纪70年代火电厂的大型模拟操作盘,上面有一些计算机化的数据采集系统。新型的主控室已经取消了模拟盘,完全采用计算机化的操作界面,每个操作员面前会有5~6台操作终端,但会保留有少量的后备手动操作手段,作为计算机系统的后备。
仪控系统安全分级
据介绍,各国对核电仪控系统设备的安全分级有很多种方式。比如,欧洲和美国的分类方法就不相同。美国只有核安全级(lE)和非安全级(NC),欧洲的分类方式比较复杂,在欧洲主导的IEC 61226 标程中,将安全性重要的仪控系统分为A 、B 、C 三个等级。
在美国,仪表和执行器层次由安全级和非安全级设备组成,安全级设备中包括一些核专用的核测仪表,如中子通量的测量和与反应堆相关的特殊的变送器、传感器。除此之外,还要用到很多核级的常规仪表。这种核级设备的设计制造,需要取得国家颁发的许可证。在非核级的设备中,除了一些核电站、反应堆专用的仪器仪表,大多是压力、流量、温度传感器和变送器,与普通发电设备应用的没有太大的差异,这部分设备的量也是很大的。
在控制层,分为核岛、常规岛、BOP等部分。核岛的运行控制要归到核安全级系统,因为其保证电厂处于正常稳定的运行工况。核安全级系统包括反应堆保护系统、专设安全设施控制(安注、安喷、辅助给水、安全壳隔离等),还有一些相关的测量系统。如棒控棒位系统、堆芯测量系统。常规岛部分基本全是非安全级的;BOP 部分也基本上是非安全设备,如放射性废物处理、压缩空气、除盐水、制氢、辐射监测、安防系统等。在监控层,除了主控室外,还有远程停堆操作站,当主控室不可用时,操作人员可以在远程停堆操作站停止反应堆反应。
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