Будь умным!

У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

тема регулювання БВР блок включення регулятора БГР

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 7.6.2024

Перелік скорочень

АЕС	- атомна електрична станція
АЗ	- аварійний захист
АРМ	- автоматизоване робоче місце
АСР	- автоматизована система регулювання
БВР	- блок включення регулятора
БГР	- блок гальванічного розділення ланцюгів
БГРТ	- блок гальванічного розділення токових сигналів
БКЛ2	- блок ключів
БЛВ1	- блок логічний часу
БПН2	- блок перетворення напруг
БРУ-32	- блок ручного управління
БСПТ	- блок сигналізації положення струмовий
БУК	- блок управління клапаном
БФС	- блок фіксування каналу спрацьовування
БЩУ	- блочний щит управління
ВВЕР	- водо-водяний енергетичний реактор
ВІУР	- ведучий інженер управління реактором
ВМ	- виконуючий механізм
ВРП	- відкритий розподільчий пристрій
ВХР	- водо-хімічний режим
ГЦН	- головний циркуляційний насос
ГЦТ	- головний циркуляційний трубопровід
ДБР	- деаератор борного регулювання
ДП	- деаератор підживлення
ДПРО	- давач положення регулюючого органу
ДР	- давач рівня
ДСП	- державна система приладів
ЗП	- задаючий пристрій
ІАТ	- виконуючий автомат
ІОС	- інформаційно обчислювальна система
ІС	- інженер станції
КВ	- кінцевий вимикач
КВПіА	- контрольно-вимірювальні прилади і автоматика
КЗ	- клемний з’єднувач
КТ	- компенсатор тиску
ЛВС	- локальна обчислювальна система
МЕО	- механізм електричний однооборотний
МКУ	- мінімально контрольований рівень
НЗ	- начальник зміни
ОП	- обслуговуючий персонал
ОР	- орган регулювання або об’єкт регулювання
ПБР-2М	- пускач безконтактний реверсивний
ПСРТ	- блок прийому і розмноження токових сигналів
ПВА	- пневмовідсічна арматура
ПП	- підсилюючий пристрій
ПТК	- програмно-технічний комплекс
РВ	- реакторне відділення
РІГ	- радіоактивні інертні гази
РК	- регулюючий клапан
РО	- регулюючий орган
РУ	- реакторна установка
РТЗО	- розподілювач токового захисту обладнання
РТО	- регенеративний теплообмінник
САОЗ	- система аварійного охолодження зони
САР	- система автоматичного регулювання
СВО-1	- система байпасного очищення води першого контуру
СВО-2	- система очищення оргпротікань і продувальної води першого контуру
СП	- сумуючий пристрій
СУЗ	- система управління захисту
ТВ	- турбінне відділення
ТВЕЛ	- тепловиділяючий елемент
УКТЗ	- уніфікований комплекс технічних засобів
ШУ	- шкаф управління
RQ	- система паропроводів власних потреб (2-й контур)
ТВ10	- система борного концентрату
TB20	- система хімреагентів
ТВ30	- система борвмісної води
TE	- система очищення води 1-го контуру, яка продувається
ТК	- система продування-підживлення першого контуру
TN	- система дистиляту
TS10	- система допалювання гідрогену
TY	- система організованих протікань
TV	- система відбору проб
TF	- система промконтура
TZ	- система спецканалізації
UE	- система гідровипробувань першого контуру
VF	- система води відповідальних споживачів групи „А”
YP	- система компенсації тиску

Вступ

В наш час дуже стрімко розвивається автоматизація технологічних процесів, відбувається освоєння провідних технологій. Все більше увагу приділяють автоматизації на мікропроцесорних і мікроконтролерних засобах автоматизації.

Метою даної роботи є автоматизація процесу регулювання рівня в деаераторі підживлення в системі продування-підживлення 1-го контуру. Для ефективного вирішення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:

Дослідити технологічний процес регулювання рівня в деаераторі підживлення системи продування-підживлення 1-го контуру;
Визначити оптимальні значення параметрів контролю, сигналізації, блокування, регулювання необхідні для автоматизації даного технологічного процесу і розробити функціональну схему автоматизації;
Дослідити математичну модель системи автоматичного регулювання (САР) для одного із контурів регулювання рівня в деаераторі підживлення даного технологічного процесу;
Запроектувати САР рівня води в деаераторі підживлення системи продування-підживлення 1-го контуру з використанням сучасних засобів автоматики;
Перевірити економічну доцільність запроектованих заходів з автоматизації дослідженого технологічного процесу шляхом проведення техніко-економічних розрахунків.

Розділ 1

Технологічна схема процесу деаерації

1.1. Коротка характеристика підприємства

Рівненська АЕС була побудована однією з перших на Україні. Будівництво було почате в 1973 році. Розширення її передбачається енергоблоками типу ВВЕР. Два перші енергоблоки АЕС сумарною потужністю 880 МВт введені в експлуатацію в 1980-1981 роках, третій енергоблок потужністю 1000 МВт - в 1986 році, а четвертий енергоблок потужністю 1000 МВт в 2004 році.

На всіх енергоблоках Рівненської АЕС встановлені водо-водяні реактори, в яких звичайна хімічно знесолена вода служить одночасно і сповільнювачем нейтронів і теплоносієм, що відводить тепло, яке виділяється при діленні ядер урану в працюючому реакторі.

Заміна вигорілих тепловиділяючих збірок проводиться на зупиненому і ущільненому реакторі. Графіком перевантаження передбачається почергова зупинка реакторів, причому зазвичай перевантаження виконується у весінньо - літній період, коли навантаження енергосистеми мінімальне.

Електроенергія першого і другого блоків видається споживачам по лініях, напругою 110 і 330 кВ. Генератори третього і четвертого блоку підключені до шин відкритого розподільчого пристрою ВРП 330-750 кВ.

Система технічного водопостачання забезпечує охолоджування конденсаторів турбін, допоміжного обладнання турбогенераторів, теплообмінного обладнання реакторної установки і обладнання інших допоміжних систем, заповнення втрат води.

Майданчик Рівненської АЕС розташований в північно-західній частині Володимирецького району Рівненської області на правому березі річки Стир з абсолютною відміткою 188,5 м і піднімається над прилеглою територією на 18 – 25 м. Район Рівненської АЕС знаходиться в зоні помірного клімату, що характеризується м'якою і вологою зимою, відносно прохолодним і дощовим літом, сирою осінню і нестійкою погодою в перехідні сезони року.

1.2. Опис технологічної та машинно-апаратурної схеми технологічного процесу, алгоритм його функціонування

Об’єктом контролю вибраний деаератор підживлення (ДП) системи продування-підживлення 1-го контуру двоконтурної схеми АЕС. За прототип прийнятий третій енергоблок Рівненської АЕС.

Технологічна схема реакторного відділення (перший контур) включає в себе реактор типу ВВЕР-1000 (водо-водяний енергетичний реактор), головні циркуляційні петлі та ряд зв’язаних між собою систем. В кожну із петель (яких чотири) входить: головний циркуляційний трубопровід 990х70 (ГЦТ), головний циркуляційний насос ГЦН-195М, парогенератор ПГВ-1000.

Реактор типу ВВЕР-1000 корпусного типу, на теплових нейтронах з паливом з двоокису урану (UO2) малого збагачення, активна зона якого, з внутрішньокорпусними пристроями, розміщена в товстостінному металевому корпусі. Разом з механічною системою регулювання використовується борне рідинне регулювання і вигоряючі поглиначі. При здійснені цепної реакції ділення урану в об’ємі паливних таблеток ТВЕЛ (тепло виділяючого елемента) рівномірно виділяється тепло, яке передається воді першого контуру.

ГЦН-195М – вертикальний, центробіжний, одноступінчатий насос з блоком торцевого ущільнення вала, консольним робочим колесом, осьовим підведенням теплоносія, що перекачується та виносним електродвигуном. ГЦН забезпечує циркуляцію теплоносія через реактор.

Парогенератор типу ПГВ-1000 – горизонтальний, однокорпусний, з зануреною в воду другого контуру трубчатою поверхнею теплообміну і встроєними паросепараційними пристроями. Парогератор здійснює передачу тепла від теплоносія першого контуру воді другого контуру.

ГЦТ забезпечує з’єднання основного обладнання першого контуру з реактором і здійснює циркуляцію теплоносія від реактора до парогенератора й через ГЦН знову до реактора.

До однієї з циркуляційних петель першого контуру приєднаний компенсатор тиску, для створення і підтримки в першому контурі тиску води в даному інтервалі (при температурному розширенні), а також для обмеження відхилень тиску в аварійних і перехідних режимах.

Крім перерахованого головного обладнання до системи нормальної експлуатації входить ряд допоміжних систем, серед яких, при нормальній роботі РУ (реакторної установки), перше місце займає система продування–підживлення (яка згідно проектних даних має латинську абревіатуру ТК).

1.2.1. Призначення системи продування-підживлення 1-го контуру.

Робота реакторної установки неможлива без відновлення дуже незначних, але неминучих втрат теплоносія першого контуру. Головні циркуляційні насоси ГЦН-195М з торцевим ущільненням обертового вала, що застосовуються в уніфікованих проектах ВВЭР-1000, вимагають організації подачі замикаючої води для охолодження й змащення ущільнення, а також надійного запобігання протікань води першого контуру з насоса. Крім того при роботі РУ завжди є необхідність здійснювати коректування ВХР (водо-хімічного режиму) теплоносія 1 контуру й введення в перший контур різних технологічних середовищ і хімічних реагентів. Для виконання зазначених вище завдань на блоці АЕС із ВВЭР-1000 є система продування-підживлення.

Використовуючи дану систему можна:

підвищити концентрацію борної кислоти в активній зоні реактора до концентрації, яка забезпечує зупинку реактора і підтримку реактора в підкритичному стані;

зменшити концентрацію борної кислоти в активній зоні реактора при проведені водообміну 1 контуру на етапі виходу на МКУ (мінімально контрольований рівень) і при зміні потужності РУ.

Завдання безпеки.

Система виконує наступні завдання безпеки:

введення хімічного поглинача нейтронів (розчину борної кислоти H3BO3) після спрацьовування аварійних захистів реактора, або при аварійних ситуаціях, що не викликають спрацьовування цих захистів, але потребують зупинки реактора й доведення концентрації H3BO3 в теплоносії 1 контуру до стояночної,

компенсацію малих протікань при аваріях з розщільненням, яке не досягає меж спрацьовування систем безпеки й компенсується роботою насосів підживлення,

підтримку підкритичності реактора в “холодному” й ”гарячому” станах,

забезпечення працездатності обладнання, важливого для безпеки (ГЦН, КТ),

перевірку на щільність і міцність ГЦТ й обладнання 1 контуру,

подача підживлюючої води в автономний контур ГЦН в аварійних режимах.

Завдання нормальної експлуатації.

Система виконує наступні завдання нормальної експлуатації:

заповнення або дозаповнення 1-го контуру розчином борної кислоти,

підтримку матеріального балансу теплоносія 1-го контуру,

компенсацію повільних змін реактивності, викликаних вигорянням і отруєнням палива,

дегазацію й повернення організованих протікань теплоносія в перший контур,

корегування показників водно-хімічного режиму відповідно до норм,

проведення гідравлічних випробувань 1-го контуру на тиск до 200 кгс/см2,

подачу замикаючої води на ущільнення ГЦН,

розхолоджування компенсатора тиску при непрацюючих ГЦН,

початкове заповнення гідроємкостей САОЗ (система аварійного охолодження зони).

Система продування-підживлення 1-го контуру забезпечує наступну швидкість зміни концентрації борної кислоти H3BO3 у теплоносії 1-го контуру:

при зниженні концентрації - не менше 20% за годину від поточної,

при збільшенні концентрації - не менше 3 г H3BO3 на кг H2O при поточній концентрації 8 г H3BO3 на кг H2O.

Система продування-підживлення по призначеню відноситься до систем нормальної експлуатації.

У границях герметичної оболонки по лінії продування й від зворотного клапана на загальній лінії підживлення до ГЦТ система є системою важливої для безпеки (відмова в цій частині може викликати вихідну подію аварії).

1.2.2. Склад системи.

Система ТК складається з наступних функціональних груп:

дегазації й деаерації теплоносія ТК10,

підживлюючих агрегатів ТК20,

трубопроводів підживлення ТК30 і ТК40,

трубопроводів подачі замикаючої води ГЦН ТК50,

зворотних ліній замикаючої води ГЦН ТК60,

деаерації й подачі "чистого" конденсату ТК70,

виводу теплоносія з 1-го контуру ТК80,

маслосистеми підживлюючих агрегатів ТК90.

Оскільки в даній роботі буде розглядатися регулювання рівня в ДП (деаераторі підживлення) ТК10В01 то розглянемо групу ТК10, та групу ТК70 для розгляду всіх режимів роботи в яких задіяний ДП.

Група дегазації й деаерації теплоносія TK10.

Група дегазації й деаерації теплоносія TK10 призначена для дегазації теплоносія I контуру й організованих протікань, що надходять із бака оргпротікань (організованих протікань), і подачі робочого середовища у всмоктуючий колектор підживлюючих агрегатів.

Група містить в собі:

деаератор підживлення TK10B01;

регенеративний теплообмінник TK11W01;

доохолоджувач підживлюючої води TK12W01;

регулятори тиску в деаераторі підживлення TKC10,12 з регулювальними клапанами TK10S05, TK70S05;

регулятори рівня в деаераторі підживлення TKC13,14,20 з регулювальними клапанами TK13,14S02; TK20S04 відповідно;

запірні арматури;

трубопроводи.

Група деаерації й подачі "чистого" конденсату TK70.

Група TK70 призначена для дегазації “чистого” конденсату, який надходить від насосів TN21 (22, 23)D01, що подається на всмоктування підживлюючих агрегатів.

Група містить у собі:

деаератор борного регулювання TK70B01;
охолоджувач випару деаератора борного регулювання TK70W01;
охолоджувачі “чистого” конденсату TK71W01, TK70W02;
регулятор тиску в деаераторі борного регулювання TKC70 з регулювальним клапаном TK70S05;
регулятор рівня в деаераторі борного регулювання TKC71 з регулювальним клапаном TK70S02;
запірні арматури;
трубопроводи.

1.2.3. Процес деаерації.

Деаерація рідини – це процес видалення (десорбція) з рідини розчинених в ній газів - використовується в енергетиці для видалення з живильної (живлення основного контуру) розчинених в ній корозійно-активних газів(оксигену О2 і вуглекислого газу СО2). Це один з основних методів боротьби з корозією в трубах пароводяного тракту і технологічному обладнані електростанцій.

Норма вмісту оксигену і вуглекислого газу у воді залежить від параметрів установки - тиску і температури. При підвищенні тиску і температури корозійна активність О2 і СО2 зростає, тому норма допустимої залишкової концентрації газів у воді при підвищенні параметрів блокового устаткування посилюється.

Принцип деаерації.

Відомо декілька способів деаерації води:

хімічна деаерація;
десорбційне знекиснення;
термічна деаерація.

У промислових і перш за все в енергетичних установках найбільш поширений спосіб термічної деаерації води.

1 - вміст оксигену у воді;

2 - парціальний тиск водяної пари;

3 - парціальний тиск оксигену;

4 - парціальний тиск повітря.

Рис. 1.1. Залежність парціального тиску повітря, оксигену і водяної пари та розчинності оксигену від температури води при атмосферному тиску.

Суть процесу заключається в наступному. Оскільки парціальний тиск пари рідини над поверхнею розчину при температурі насичення досягає тиску в системі, а парціальний тиск розчинених газів над поверхнею розчину рівний нулю, то і зрівноважена концентрація газу на межі розділу фаз в рідині також виявляється рівна нулю. При цьому різниця концентрацій компоненту в рідині і на межі розділу фаз виявляється максимальною, що забезпечує максимальну рушійну силу дифузії газу з рідкої фази в газоподібну (парову). На цій властивості нагрітих розчинів заснований і принцип термічної деаерації.

При підігріві рідини до температури насичення парціальний тиск розчиненого в рідині газу над поверхнею розчину знижується до нуля.

Згідно закону Генрі, також знижується і зрівноважена концентрація на межі розподілу фаз. Виділення газу з рідкого середовища в парове відбувається унаслідок різниці фактичної і зрівноваженої концентрацій компоненту.

У енергетиці для термічної деаерації води застосовуються деаератори.

1.2.4. Призначення деаератора підживлення.

Деаератор підживлення ТК10В01 дегазує теплоносій першого контуру, що надходить із ліній продування й організованих протікань 1-го контуру.

Деаератор підживлення ТК10В01 також дегазує “чистий” конденсат і боровану воду, що надходять у деаератор до подачі в перший контур. Крім того, він виконує функцію демпферної ємкості у всмоктуючий патрубок підживлюючих насосів.

У деаераторі здійснюється виділення оксигену й гідрогену з теплоносія 1-го контуру, а також розведення гідрогену водяною парою або азотом до вибухобезпечної концентрації.

Поряд із глибоким виділенням оксигену й гідрогену, апарат дозволяє виділити з контурної води розчинені в ній РІГ (радіоактивні інертні гази): криптон, ксенон і інші (попадають у теплоносій 1-го контуру з тепловиділяючих елементів касет, що мають газову нещільність).

З "чистого" конденсату й борованої води, що подаються на підживлення деаератора в основному здійснюється виділення оксигену, вуглекислого газу й інших газів.

Деаератор борного регулювання ТК70В01 дегазує “чистий” конденсат, що надходить від насосів дистиляту.

Деаератор TK10В01 призначений для дегазації (при роботі системи з термічною деаерацією з подачею пари від системи паропроводів власних потреб RQ (2-й контур)):

1) теплоносія, виведеного з 1-го контуру, з витратою від 6 до 60 м3/год.;

2) організованих протікань з бака-приямка ТY20В01 з витратою від 6 до 60 м3/год.;

3) замикаючої води, що зливається з ущільнень ГЦН із витратою до 5 м3/год.;

4) чистого конденсату, що подається від TN21(22, 23)D01;

5) боровмісної води, що подається в перший контур від ТВ30Д03.

В деаераторі підживлення здійснюється виведення гідрогену з теплоносія 1-го контуру, а також розведення гідрогену азотом до вибухобезпечної концентрації. Поряд із глибоким видаленням гідрогену, апарат виводить із води розчинені в ній інертні гази, оксиген, вуглекислоту.

Порушення роботи в деаераційній установці.

Існують два основні порушення при роботі деаераційної установки:

зміна тиску в деаераторі;
зміна рівня в деаераторі.

Розглянемо їх вплив на працездатність блоку. До зміни тиску в деаераторі може привести несправність регулятора (його клапана), або зміна витрати гріючої пари з системи RQ 2-го контуру, що надходить в деаератор, або нерегламентована робота запобіжних пневмовідсічних клапанів.

Підвищення тиску пари в деаераторі приводить до спрацьовування запобіжних пневмовідсічних клапанів. Щоб унеможливити заклинювання клапана у відкритому положенні зроблено дублювання клапанів у кількості трьох штук на лінії надходження підживлюючої води з 1-го контуру. Також перекриваються заслінки на лінії подачі гріючої пари з системи RQ 2-го контуру.

У випадку не своєчасного спрацьовування захисту деяка кількість теплоносія може бути скинута в баки борвмісної води ТВ30В01,02 при збільшені рівня води в ДП більше допустимої (2620 мм).

Зниження тиску пари в деаераторі може привести до:

скипання води у всмоктуючому трубопроводі живильних насосів;
- виникненню кавітаційного режиму;
- спрацьовування захисту на відключення підживлюючого агрегату.

Підвищення рівня в деаераторі може привести до:

відключення підживлюючого агрегату.

Відключення (відмова) підживлюючого агрегату призводить до переведення енергоблоку на “гарячу” зупинку, тому даний агрегат продубльований в кількості трьох штук на лінії подачі підживлюючої води в перший контур.

1.2.5. Опис технологічної схеми.

Загальна технологічна схема системи продування-підживлення 1-го контуру АЕС показана на листі 1.

1.2.5.1. Продування першого контуру.

Підтримка певної чистоти теплоносія 1-го контуру вимагає безперервного виведення домішок, тому що за рахунок корозії конструкційних матеріалів обладнання 1-го контуру їхнє нагромадження відбувається безупинно.

Виведення домішок з 1-го контуру здійснюється шляхом організації продування частини теплоносія 1-го контуру і його очищення на іонообмінних фільтрах установки СВО2.

Підгрупа продування включає систему трубопроводів продування, регенеративний теплообмінник ТК80W01, доохолоджувач ТК80W02, регулятори витрати й тиску продувальної води TKC01,02 з регулювальними клапанами TK81S02 і TK82S02.

Теплоносій першого контуру надходить у систему ТК із ”холодних” ниток 2ї і 3ї петель ГЦТ, із трубопроводу подачі теплоносія на СВО1 на напорі ГЦН через обмежувальні вставки TK82,83H01, виконані у формі сопла Лаваля, по загальному колекторі Ду100 до регенеративного теплообмінника TК80W01.

Теплоносій протікає через міжтрубний простір регенеративного теплообмінника ТК80W01, де він передає тепло потоку підживлення, що проходить по трубах теплообмінника.

Потім теплоносій входить у доохолоджувач ТК80W02, де відбувається його остаточне охолодження водою промконтура до 25÷45 °С із за умови термостійкості аніоніту фільтрів установки СВО2.

Регулювальні клапани TK81,82S02, розташовані за доохолоджувачем, підтримують задану витрату продування (при включеному регуляторі витрати продування TKC01) або заданий тиск у першому контурі (при включеному регуляторі підтримки тиску TKC02) і одночасно знижують тиск теплоносія продування до величини не більше 20 кгс/см2 (1,96 МПа).

Зниження параметрів теплоносія продування необхідне, щоб запобігти ушкодженню обладнання системи СВО2.

Теплоносій проходить через ПВА (пневмовідсічну арматуру) розташовану усередині гермооболонки, через проходку гермооболонки, виходить із проходки й проходить через дві ПВА, розташовані поза гермооболонкою.

По трубопроводі Ду100 теплоносій подається на фільтри установки очищення продувальної води 1го контуру СВО2 для очищення від іонних домішок.

Зазвичай потік продування проходить через один катіонітовий і один аніонітовий фільтри однієї ланки СВО2.

Після очищення на іонообмінних фільтрах системи СВО2 теплоносій направляється по трубопроводі Ду100 у трубний простір регенеративного теплообмінника TK11W01 і далі в деаератор ТК10В01. При роботі деаератора в паровому (гарячому) режимі продувальна вода підігрівається в регенеративному теплообміннику ТК11W01 за рахунок відбору тепла у виведеного із цього деаератора дегазованого потоку. У цей же трубопровід до регенеративного теплообмінника врізаний трубопровід Ду50 для зливу напірних протікань з ущільнень ГЦН.

Якщо тиску теплоносія в першому контурі недостатньо для проходження потоку через систему СВО2, то потік продування може бути спрямований у систему організованих протікань TY через трубопровід з арматурами TK80S05,S07.

Крім того передбачена байпасна лінія СВО2 з арматурами TE00S01 для організації потоку продування крім СВО-2 у деаератор TK10B01. Ця лінія використовується в основному при водообміні з великою витратою теплоносія.

1.2.5.2. Підживлення першого контуру.

Дегазований теплоносій після деаератора TK10B01 (або TK70B01) надходить через регенеративний теплообмінник TK11W01 (або ТК70W02 для TK70B01) і доохолоджувач підживлення, TK12W01 на всмоктування підживлюючих агрегатів TK21,22,23D01,02. (Доохолоджувач TK12W01 вводиться в роботу у випадку, коли охолоджуючої потужності регенеративного теплообмінника ТК11W01 недостатньо).

Три паралельних відцентрових підживлюючих насосних агрегати (один із яких знаходиться в роботі, другий в резерві, третій у резерві або в ремонті) забезпечують подачу теплоносія з витратою від 10 м3/год. до 60 м3/год. в перший контур і на ущільнення ГЦН.

Кожний підживлюючий насосний агрегат складається з бустерного насоса ТК21(22,23)D01, і основного відцентрового підживлюючого насоса ТК21(22,23)D02.

При нормальних умовах експлуатації один підживлюючий насосний агрегат забезпечує подавання необхідної кількості підживлюючої води в перший контур і на ущільнення ГЦН.

Якщо потужності працюючого підживлюючого агрегату недостатньо для створення необхідної витрати, у роботу вводиться резервний підживлюючий агрегат.

Витрата підживлення регулюється автоматично регулятором YPС02 (штатний), який, впливаючи на регулювальний клапан TK31(32)S02, забезпечує підтримку рівня в КТ відповідно до максимальної середньої температури 1-го контуру, а регулятор гідромуфти TKC21(22,23) підтримує заданий перепад тиску між напором працюючого підживлюючого насоса й першим контуром рівним 24 ÷ 30 кгс/см2 (2,35 ÷ 2,94 МПа).

Гідромуфта регулює швидкість обертання основного відцентрового підживлюючого насоса для узгодження напору й продуктивності.

При збільшенні (зменшенні) витрати в напірній магістралі підживлення внаслідок відкриття (закриття) регулювального клапана TK31(32)S02, регулятор ТКС21(22,23) підвищує (знижує) число обертів гідромуфти й, зміщає вгору (вниз) витратну характеристику підживлюючого насоса для підтримки постійного, заданого перепаду тиску між напором підживлюючого агрегату й першим контуром.

Якщо потужності працюючого підживлюючого агрегату недостатньо для створення необхідної витрати, в роботу вводиться резервний підживлюючий агрегат.

У стаціонарних умовах витрата підживлення першого контуру й подавання замикаючої води на ущільнення ГЦН рівняється витраті продування і витраті зворотньої лінії замикаючої води (напірних протікань).

З напору працюючого підживлюючого агрегату потік підживлюючої води направляється в напірний колектор підживлення Ду100.

З напірного колектора частина води (близько 8 м3/год.) відводиться по трубопроводу Ду50 до ущільнень ГЦН.

Основний потік підживлення проходить через вузол регулювальних клапанів ТК31,32S02, які управляються автоматичними регуляторами, що підтримують рівень у компенсаторі тиску відповідно до заданого алгоритму.

Потім потік підживлення подається через дві ПВА, розташовані поза гермооболонкою, через проходку гермооболонки, через ПВА, розташовану всередині гермооболонки до регенеративного теплообмінника TK80W01, де протікаючи по трубному просторі підігрівається потоком продування, що проходить через міжтрубний простір.

Для захисту регенеративного теплообмінника від переобпресування передбачена лінія із дросельною шайбою TK40E03, що з'єднує трубопроводи продування й підживлення в невідсічній від РТО (регенеративного теплообмінника) частині.

Підігрітий у регенеративному теплообміннику теплоносій підживлення проходить через дві паралельних лінії з электроприводними клапанами TK40S06,S07 і подається по окремих трубопроводах Ду50 через обмежувальні вставки TK45H01¸04 у кожну із чотирьох холодних петель першого контуру.

1.2.5.3. Борне регулювання.

Борне регулювання використовується для компенсації повільних змін реактивності таких, як вигоряння палива, шлакування й отруєння ксеноном у режимі зниження навантаження.

Борне регулювання є важливим засобом керування реактором. Система ТК надає можливість для зміни концентрації борної кислоти в першому контурі.

Концентрація борної кислоти в підживлюючому потоці постійно контролюється на напірному колекторі підживлюючого насосного агрегату.

Система ТК забезпечує швидкість зміни концентрації борної кислоти не менш 20 % за годину при зменшенні концентрації й не менш 3 г/кг за годину при збільшенні концентрації.

Водообмін з введенням бору.

Введення бору - це процес підвищення концентрації бору в першому контурі. Введення борної кислоти в перший контур може проходити з різною швидкістю. Подача борної кислоти з низькими витратами компенсує повільні ефекти реактивності, викликані розотруєням активної зони. Введення борної кислоти з більшими витратами використовується для створення стояночної концентрації борної кислоти в першому контурі.

Для швидкого збільшення концентрації борної кислоти в першому контурі при нормальних процесах підживлення й продування концентрат борної кислоти подається в всмоктувальну лінію підживлюючих агрегатів з баків зберігання борної кислоти ТВ10В01 або ТВ10В02 спеціальними насосами борного концентрату ТВ10D02(D03,D04).

Використання системи борного регулювання разом з механічними органами регулювання дає можливість поліпшити рівномірність енерговиділення по об'єму активної зони реактора й підвищити маневреність блоку.

При введенні бору, теплоносій з деаератора ТК10В01 скидається в баки "брудного" конденсату ТВ30В01 або ТВ30В02 через регулювальний клапан ТК20S04. Рівень у деаераторі ТК10В01 у цьому випадку підтримується регулятором рівня ТКС20.

При необхідності створити витрату концентрату борної кислоти від 7 м3/год. до 10 м3/год. відкривається один клапан на лінії подачі борної кислоти ТВ10S24 і включається один насос борного концентрату ТВ10D02(03,04).

При необхідності витрати до 60 м3/год. додатково відкриваються клапани на лінії подачі ТВ10S25 і ТВ10S26 і включаються два-три насоси борної кислоти.

Після завершення введення бору система ТК перемикається в нормальний режим підживлення-продування.

Аварійне введення бору.

При надходженні сигналу АЗ (аварійного захисту) розчин борної кислоти з концентрацією 40 г/кг подається на всмоктування підживлюючого агрегату насосами борного концентрату ТВ10D02(D03,D04) з витратою до 60 м3/год. Витрата подачі розчину борної кислоти визначається оператором відкриттям відповідних арматур на напірній «гребінці» насосів ТВ10D02(D03,D04).

Водообмін з виведенням бору.

Виведення борної кислоти з першого контуру може здійснюватися з різною швидкістю. Швидкість виведення борної кислоти визначається оператором відповідно до інструкцій по експлуатації РУ.

Водообмін здійснюється переведеням деаератора продування ТК10В01 на скидання в баки "брудного" конденсату ТВ30В01,(02) через регулювальний клапан ТК20S04 і подачі "чистого" конденсату з ДБР (деаератора борного регулювання) ТК70В01 на всмоктування підживлюючого агрегату.

Після завершення водообміну система ТК перемикається в нормальний режим підживлення-продування.

Повільний водообмін може здійснюватись додаванням дистиляту в деаератор ТК10В01 через клапан ТК13S02.

1.2.5.4. Взаємозв'язки системи продування-підживлення з іншими системами.

Система продування - підживлення має гідравлічні зв'язки з наступними системами:

системою оргпротікань (TY);

системою дистиляту (TN);

системою борного концентрату й борвмісних вод (TB10, TB30);

системою хімреагентів (TB20);

системою допалюваня гідрогену (TS10);

системою пробвідбору (TV);

системою спецканалізації (TZ);

системою гідровипробувань першого контуру (UE).

У систему оргпротікань зливаються протікання через трубопроводи ревізії вузлів відсікання трубопроводів високого тиску від низького.

Так само передбачена лінія виводу теплоносія в бак оргпротікань із засувками TK80S05,S07.

Насосами системи TY зібрані протікання повертаються в деаератор TK10B01.

Із системою дистиляту система продування-підживлення зв'язана через ДБР TK70B01, що з'єднаний трубопроводом Ду150 і засувками TK70S10,S11,S14 з усмоктувальним колектором підживлюючих насосів. Ця лінія використовується при проведенні розімкнутих водообмінах.

Крім того, з напірного колектора насосів дистиляту передбачений трубопровід Ду32 із засувками TK13S01,03,04 і регулювальним клапаном TK13S02, врізаним у трубопровід продування перед ДП TK10B01. Ця лінія використовується для подачі в систему продування - підживлення дистиляту для компенсації вигоряння палива, компенсації неорганізованих протікань першого контуру, коректування положення регулюючої групи ОР СУЗ.

У баки системи борвмісних вод TB30B01,B02 заведений перелив і дренаж ДП TK10B01. У ці ж баки організований вивід теплоносія через трубопровід із засувкою TK20S03 і регулювальним клапаном TK20S04.

Від напірного колектора насосів борвмісних вод TB30D01,D02,D03 організований трубопровід Ду50 із засувками TK14S01,S03 регулювальним клапаном TK14S02, врізаний у трубопровід продування перед ДП TK10B01. Ця лінія використовується для компенсації неорганізованих протікань першого контуру, коректування положення регулюючої групи ОР СУЗ, подачі в деаератор розчину борної кислоти при першому заповненні й при підтримці номінального обсягу першого контуру в перехідних режимах.

У всмоктувальний колектор підживлюючих насосів врізається трубопровід з вентилем TK20S35 від напірного колектора насосів хімреагентів низького тиску. Напірний трубопровід насоса хімреагентів високого тиску врізаний у напірний колектор підживлюючих насосів.

У всмоктувальний колектор підживлюючих насосів врізається напірний колектор насосів борного концентрату.

У колектор підживлення за вузлом регулювальних клапанів TK31,32S02 врізаний напірний трубопровід насоса гідровипробувань першого контуру UE10D01.

Дренажі й воздушники системи продування-підживлення заведені в трапи системи спецканалізації.

Гази, що виділилися в деаераторі, направляються в систему допалюваня гідрогену.

Для контролю водно-хімічного режиму системи продування-підживлення остання забезпечена трубопроводами відбору проб.

1.3. Основні дані про обладнання та комунікації

ДП розташовується в гермозоні реакторного відділення на відмітці +13,2 в приміщені А423, а ДБР в сусідньому приміщені А424. Регенеративні теплообмінники і доохолоджувач підживлюючої води знаходяться в обстройці реакторного відділення на відмітці +6,6 в приміщені А319. Трубопроводи системи продування-підживлення, проходять у трубопровідних коридорах і шахтах.

1.3.1. Деаератор підживлення ТК10В01.

ДП ТК10В01 - вертикальний, атмосферного типу, термічний. Основний тепловий процес у деаераторі зводиться до створення умов, при яких з води, що пройшла через деаератор, практично повністю видаляються розчинені в ній гази. Деаератор являє собою циліндричний апарат, що складається із двох основних елементів:

вертикального бака-акумулятора (Рис.1.3. поз. 1) з вбудованим підігрівачем;

деаераційнної (дегазаційної) колони (поз. 2), встановленої на баку.

Деаераційнна колонка із внутрішнім діаметром 1400 мм встановлена зверху бака-акумулятора соосно з ним і приварена до його верхнього днища. Усередині дегазаційної колони організовані:

головна (поз. 3) і периферійна (поз. 4) розділюючі камери;

центральна (поз. 5) і кільцева (поз. 6) струменневі камери;

мала (поз. 7) і велика (поз. 8) насадочні колони.

Головна розподільна камера утворена циліндричними перегородками (поз. 9,10), малою розподільною тарілкою (поз. 11) і корпусом дегазаційної колони. Периферійна розподільна камера обмежена циліндричними перегородками (поз. 12,13) і великою розподільною тарілкою (поз. 14). Обидві камери з’єднуються через гідрозатвор, утворений перегородками (поз. 10,12) і глухим днищем. Мала насадочна колона, Æ600 мм і висотою 400 мм, розташована в нижній частині обичайки (поз. 15) під центральною струменневою камерою. Над насадкою встановлена провальна розподільна тарілка (поз. 16) із сімома патрубками Æ108х6 для пропуску пари й 54 отворами Æ8 мм для рівномірного розподілу води. Велика насадочна колона, Æ1240 мм і висотою 700 мм, розташована в нижній частині дегазаційної колони під кільцевою струменневою камерою й малою насадочною колоною. Над насадкою встановлена провальна розподільна тарілка (поз. 17) з вісімнадцятьма патрубками Æ159х6 мм для пропуску пари й 414 отворами Æ8 мм для рівномірного розподілу води.

Рис.1.2. Деаератор. Патрубки обв’язки.

Рис.1.3. Деаератор. Загальний вигляд.

Рис.1.4. Деаератор. Вид А і Ж.

Рис.1.5. Деаератор. Розріз В-В.

Для організації ефективного газовидалення у зв'язку з великим діапазоном навантаження й для збільшення площі контакту пари й води в колонці організовані два самостійних контури для великих і малих потоків. У кожний контур входять розподільна й струменева камери, і насадочна колона. В обох колонах як насадка використовуються кільця Рашіга розміром 18 х 18 х 2,5 мм зі сталі 0Х18Н10Т, по поверхні яких стікає плівка деаераційної води, що прогрівається парою, яка рухається вгору (добре розвинена поверхня омивання води парою дозволяє зменшити габарити деаератора). Як опорна конструкція під кільця Рашіга використовуються дві решітки (поз. 18,19) з перфорованих листів, підкріплених ребрами жорсткості. Ці решітки, маючи велику несучу здатність, забезпечують вільний перетин для пропуску води й пари не менш 50 %. Мала насадочна колона призначена для роботи з витратою до 9 т/год., при підвищенні витрати частина води, що залишилася, переливається на велику насадочну колону. Потік, що підлягає деаерації через штуцер підведення теплоносія, розташований у верхньому днищі деаераційнної колонки, надходить у головну розподільну камеру. Постійна продуктивність малої насадочної колони забезпечується перфорованою тарілкою з 54 отворами Æ8 мм (невеликий діаметр забезпечує досить значне подрібнення струменів води) і циліндричною перегородкою, що забезпечує необхідний рівень води в розподільній камері. У тому випадку, коли витрата води, що надходить не більше 9 м3/год., що характерно для ДБР при роботі підгрупи TK70 у резерві, рівень у головній розподільній камері не перевищить верхньої межі перегородки, що виключає надходження води в периферійну розподільну камеру. Весь потік дегазується проходячи дрібними струменями через центральну струменеву камеру й далі через малу насадочну колону. Перегородка виключає вихід пари повз малу насадочну колону на розподільній тарілці якої встановлені сім патрубків для проходження випару деаератора. У режимах, коли витрата води перевищує 9 м3/год., тобто практично у всіх режимах роботи ДП, вода через верхній край перегородки, велику розподільну тарілку й периферійну струменеву камеру надходить на велику насадочну колону, обладнану барботажною тарілкою з 414 отворами Æ8 мм для додаткової дегазації. Площа перфорації барботажного листа прийнята такою, що навіть при мінімальному навантаженні деаератора над листом утвориться парова подушка. Це забезпечує контакт всієї води з гріючою парою у барботажному пристрої. Під час руху стікаюча на тарілку вода попередньо нагрівається в периферійній струменевій камері до температури, близької температурі насичення за рахунок конденсації гріючої пари. Вода й гріюча пара, рухаються зустрічними потоками - вода донизу, а пара вгору. Конденсат гріючої пари, приєднується до струменів води, а решта пари проходить далі вгору по висоті колони, забезпечуючи її найкращу вентиляцію, несучи із собою гази, що не конденсуються, які виділилися в процесі деаерації, збільшуючи час перебування в ньому води, що рухається донизу, що поліпшує її прогрівання і деаерацію. Решта пари, що не сконденсувалася, разом з газами (випар ДП до 130 кг/год.) відводиться через штуцер у верхньому днищі деаераційнного стовпчика в охолоджувач випару системи допалювання гідрогену, де пар конденсується, конденсат пари зливається в бак-гідрозатвор і з нього вертається в бак організованих протікань. Бак-акумулятор - вертикальна циліндрична посудина з еліптичними днищами (діаметр 3000 мм, висота 4760 мм). Усередині бака-акумулятора встановлена вертикальна перегородка (поз. 25), сегментна перегородка (поз. 26) і піддон (поз. 27), які ділять весь внутрішній об'єм бака-акумулятора на дві порожнини. Внутрішня порожнина, розташована між перегородками й піддоном, служить для збору води, що надходить із дегазаційної колони деаератора, і організації чіткого циркуляційного контуру для води й пари. При цьому перегородки ділять всю внутрішню порожнину на спускну й піднімальну ділянки контуру циркуляції. Козирок направляє воду, що виходить із дегазаційної колони, тільки в спускну ділянку внутрішньої порожнини. Зовнішня порожнина, що знаходиться між двома вертикальними перегородками, двома похилими перегородками, сегментною перегородкою, піддоном з одного боку, і корпусом бака з іншого, служить для скидання продегазованного конденсату. У нижній частині бака-акумулятора між перегородками (поз. 25) розташований підігрівач, виготовлений з 179 Uподібних труб, Æ 18х2,5 мм, завальцьованних у трубну дошку, приварену до патрубка на корпусі бака. Трубна дошка закрита кришкою-камерою, що розділена перегородкою на дві частини. Ущільнення перегородки на трубній дошці – метал по металу. У верхню частину камери підводиться пар із системи RQ, конденсат відводиться з нижньої камери в конденсатну лінію системи RQ і далі в турбінне відділення. У баку-акумуляторі організований циркуляційний контур для деаерованної води. Вода з деаерацінного стовпчика направляється козирком в спускну ділянку внутрішньої порожнини бака, барботується парою, проходить трубний пучок і через отвір у поперечній перегородці виходить у зовнішню порожнину. Для виключення підмішування не дегазованої води до води, що пройшла всі стадії деаерації, рівень у баку-акумуляторі підтримується нижче верху перегородки. Підживлююча вода відводиться з нижньої частини бака-акумулятора. Деаератор забезпечує деаерацію потоків, що надходять у наступних режимах:

номінальному;

борного регулювання при введенні й виведені бору;

аварійному при введенні бору.

ДП забезпечує гарну деаерацію й дегазацію потоків з витратою до 70 м3/год. при температурі 104°С у паровому режимі, знижуючи вміст оксигену при дегазації з 10 мг/кг води до 0,02 мг/кг води.

Технічні характеристики деаератора підживлення наведені в розділі 1.4 таблиця 1.1.

1.3.2. Деаератор борного регулювання ТК70В01.

Основна функція ДБР виділення оксигену, вуглекислого газу й інших газів, що не конденсуються, з “чистого” конденсату, перед подачею його в перший контур.

ДБР ТК70В01 працює в режимі постійної циркуляції для підтримки запасу “чистого” конденсату, необхідного для операцій водообміну.

ДБР забезпечується “чистим” конденсатом із системи TN з витратою приблизно 1015 м3/год.

Після дегазації конденсат скидається через теплообмінник ТК70W02 і, при необхідності, через охолоджувач ТК71W01 назад у баки TB40B01,02.

Випар з деаератора, з витратою 130 кг/год. незалежно від режиму роботи, надходить в охолоджувач випару ТК70W01. Пара конденсується й вертається в деаератор, у той час, як гази, що не конденсуються (оксиген, вуглекислий газ, азот і ін.) надходять у вентиляційну трубу.

Конструкція ДБР ТК70В01 аналогічна конструкції ДП ТК10В01.

Технічні характеристики деаератора борного регулювання наведені в розділі 1.4 таблиця 1.1.

1.3.3. Регенеративний теплообмінник TK11W01.

РТО 325 призначений для охолодження теплоносія, що проходить у міжтрубному просторі з витратою до 90 т/год., середовищем, що проходить в трубному просторі з витратою до 200 т/год.

Теплообмінник TK11W01 виконує подвійну функцію.

Регенеративний охолоджувач підживлюючої води призначений для охолодження підживлюючої води, що виводиться з деаератора до температури не вище 65 С і одночасного нагрівання продувної води, що подається в деаератор 1-го контуру до 90  95 С.

Рис. 1.6. Регенеративний теплообмінник TK11W01.

Теплоносій, що подається на ТК10В01 з хімзнесолюючої установки, проходить через трубну частину ТК11W01 і нагрівається підживлюючою водою, яка виходить із ТК10В01 і проходить по міжтрубному просторі.

Вода для продування, вийшовши з теплообмінника ТК80W01, протікає через міжтрубний простір доохолоджувача ТК80W02 і охолоджується водою промконтура системи TF, що проходить по трубній частині доохолоджувача продування ТК80W02.

РТО TK11W01 складається із двох стандартних модулів  325, з'єднаних послідовно й розташованих один над іншим.

Кожний з модулів  325 являє собою горизонтальний, кожухотрубчатий протитічний апарат з поперечно-поздовжнім обтіканням труб на стороні міжтрубного простору.

Модуль складається з наступних основних вузлів:

трубної системи;
корпуса;
двох камер (що підводить і відводить).

Трубна система складається із двох трубних решіток товщиною 40 мм, 129 труб  16х1 мм, чотирьох маякових труб  16х1 мм і сегментних перегородок з листа товщиною 6 мм.

Розміщення теплообмінних труб - за трикутником із кроком 21 мм. Труби закріплені в трубних решітках вальцюванням і зварюванням. Положення труб у корпусі фіксується сегментними перегородками, розташованими на відстані 300 мм одна від іншої. Між собою перегородки з'єднані чотирма маяковими трубами, закріпленими в одній із трубних решіток.

Корпус модуля виконаний із труб  325х12 мм, з'єднаних лінзовим компенсатором.

Модуль забезпечений дренажами й повітряниками.

Технічні характеристики регенеративного теплообмінника наведені в розділі 1.4 таблиця 1.2.

1.3.4. Доохолоджувач підживлюючої води TK12W01.

Теплообмінник  325-01 призначений для охолодження теплоносія, що проходить у міжтрубному просторі з витратою до 90 т/год., середовищем, що проходить в трубному просторі з витратою до 200 т/год..

Доохолоджувач підживлюючої води ТК12W01 призначений для охолодження підживлюючої води 1-го контуру, що проходить у міжтрубному просторі й поступає на всмоктування підживлюючого агрегату, до температури не вище 55С, техводою, що проходить у трубному просторі.

Теплообмінник ТК12W01 зазвичай підключається в паралель теплообміннику ТК11W01, коли потік підживлення більше потоку продування, і підживлююча вода, що надходить на всмоктування підживлюючих насосів недостатньо охолоджується теплообмінником ТК11W01.

Як охолоджуюче середовище використовується техвода системи відповідальних споживачів VF.

Доохолоджувач підживлюючої води TK12W01 виконаний з одного стандартного модуля  325-01.

Модуль  325-01 являє собою горизонтальний, кожухотрубчатий протитічний апарат з поперечно - поздовжнім обтіканням труб по стороні міжтрубного простору.

Модуль складається з наступних основних вузлів:

трубної системи;
корпуса;
двох камер (що підводить і відводить).

Рис. 1.7. Доохолоджувач підживлюючої води TK12W01.

Корпус модуля виконаний із труб  325х12 мм, з'єднаних лінзовим компенсатором.

Модуль забезпечений дренажами й повітряниками.

Технічні характеристики доохолоджувача підживлюючої води наведені в розділі 1.4 таблиця 1.3.

1.3.5. Охолоджувач “чистого” конденсату TK70W02.

Охолоджувач “чистого” конденсату 325 призначений для охолодження теплоносія, що проходить у міжтрубному просторі з витратою до 90 т/год., середовищем, що проходить в трубному просторі з витратою до 200 т/год.

Теплообмінник TK70W02 виконує подвійну функцію.

Регенеративний охолоджувач підживлюючої води призначений для охолодження підживлюючої води, що виводиться з деаератора до температури не вище 65С і одночасного нагрівання дистилату, що подається в ДБР 1-го контуру до 9095С.

Теплоносій, що подається на ТК70В01 проходить через трубну частину ТК70W02 і нагрівається підживлюючою водою, яка виходить із ТК70В01 і проходить по міжтрубному просторі. Далі вода надходить на всмоктування підживлюючого агрегату.

Конструкція охолоджувача “чистого” конденсату TK70W02 аналогічна конструкції регенеративного теплообмінника TK11W01.

Технічні характеристики охолоджувача “чистого” конденсату наведені в розділі 1.4 таблиця 1.2.

1.4. Статичні та динамічні характеристики об’єкта

1.4.1. Технічні характеристики ДП ТК10В01 і ДБР ТК70В01.	Таблиця 1.1
Параметр	Значення
Продуктивність номінальна, м3/год.	70
Продуктивність аварійна, м3/год.	100
Робочий тиск корпус/теплообмінник, кгс/см2 Робочий тиск корпус/теплообмінник, кПа	1,2/3,5 118/343
Розрахунковий тиск корпус/теплообмінник, кгс/см2 Розрахунковий тиск корпус/теплообмінник, кПа	5/5 490/490
Тиск гідровипробувань, корпус/теплообмінник, кгс/см2 Тиск гідровипробувань, корпус/теплообмінник, кПа	8/8 785/785
Робоча температура корпус/теплообмінник, °С	104/138
Об’єм повний, м3	31
Об’єм робочий, м3	19
Площа теплообміну нагрівача, м2	53,5
Висота гідрозатвора, м	5
Номінальний рівень, м	1,7
Зниження вмісту оксигену при дегазації з/до, мг/кг води	10/0,02
Зниження вмісту гідрогену при дегазації з/до, мг/кг води	5,2/0,052

1.4.2. Технічні характеристики РТО TK11W01 та охолоджувача “чистого” конденсату TK70W02.	Таблиця 1.2
Тип	Параметр, одиниці вимірювань	Значення
		міжтрубний простір	трубний простір
325 двох-модульний, з’єднаний послідовно	Поверхня теплообміну, м2	82,3
	Об’єм, м3	0,302	0,185
	Робочий тиск, кгс/см2 Робочий тиск, кПа	1,2 118	2,0 196
	Розрахунковий тиск, кгс/см2 Розрахунковий тиск, кПа	4 392	24 2354
	Температура теплоносія вхід/вихід, °С	104/70	55/93,4
	Витрата середовища максимальна, м3/год.	80	80
	Тиск гідровипробувань, кгс/см2 Тиск гідровипробувань, кПа	7 686	33 3236
	Число трубок в модулі, шт.	129
	Діаметр трубок, мм	16 х 1
	Крок в трикутній решітці	21

1.4.3. Технічні характеристики доохолоджувача підживлюючої води ТК12W01.	Таблиця 1.3
Тип	Параметр, одиниці вимірювань	Значення
		міжтрубний простір	трубний простір
325–01 одно-модульний	Поверхня теплообміну, м2	22,68
	Об’єм, м3	0,173	0,129
	Робочий тиск, кгс/см2 Робочий тиск, кПа	1,2 118	2,0 196
	Розрахунковий тиск, кгс/см2 Розрахунковий тиск, кПа	4 392	24 2354
	Температура теплоносія вхід/вихід, °С	104/70	533/2256
	Поверхня теплообміну, м2	80	80
	Об’єм, м3	7	33
	Номінальна витрата середовища, т/год.	40	110

Деаераційна установка забезпечена:

теплотехнічним контролем (КВП) згідно таблиці 1.4;
автоматичним регулюванням;
сигналізацією згідно таблиці 1.5;
захистами і блокуваннями;
технологічною арматурою.

Об’єм тепломеханічного контролю деаераційної установки.	Таблиця 1.4
Контрольований параметр	Номінальне значення
Тиск в деаераційному баку, кгс/см2 Тиск в деаераційному баку, кПа	0,2 20
Рівень в деаераційному баку, мм	1700 (2000)
Температура живильної води на виході деаератора, °С	104
Температура води на вході в деаератор, °С	95
Температура після РТО, °С	<70
Тиск в лінії підводу пари з 2-го контуру, кгс/см2 Тиск в лінії підводу пари з 2-го контуру, кПа	2,2 216

Сигналізація деаераційної установки.	Таблиця 1.5
Параметр	Значення уставки
Швидкість змінни рівня в деаераторі, мм/с	500
Підвищення рівня в деаераторі до критичної межі, мм	2600
Перелив в деаераторі	--

Технологічні обмеження.

Допустима швидкість розігріву і розхолодження деаераторів ТК10В01 і ТК70В01 повинна складати не більше 3 °С/хв.

Температура середовища що надходить в деаератор (в нагрітому стані) не повинна бути меншою за 90 °С.

Максимальна продуктивність деаератора не повинна перевищу-вати 100 м3/год. В усіх режимах роботи деаераційної установки необхідно підтримувати рівень номінальним – 1700(2000)50 мм.

1.5. Системний аналіз об’єкта

1. Підготовка до роботи і пуск деаераційної установки проводиться одночасно з увімкненням підживлюючого агрегату і початком заповнення 1-го контуру теплоносієм. Основними етапами підготовчих робіт (у загальному випадку) є:

підготовка регулятора ТКС 14 до роботи (для початку заповнення 1-го контуру борованою водою) з заданим рівнем в ДП 2000 мм;
підготовка подачі азоту (який до нагріву теплоносія 1-го контуру до 100 °С використовується для зменшення концентрації РІГ );
підготовка схеми допалювання водню;
підготовка подачі пари від системи паропроводів власних потреб RQ (2-й контур);

2. При заповнені 1-го контуру теплоносієм і виході РУ на МКУ проводять наступні перемикання і підтримують слідуючі параметри:

вводять в роботу регулятор ТКС 13 (для компенсації повільного вигоряння ТВЕЛ і компенсації на втрати в інших системах 1-го контуру) з заданим рівнем в ДП 1700 мм при заповнені від системи дистиляту;
задають постійну витрату продувальної води з 1-го контуру рівну 30 м3/час;
відключають подачу азоту в ДП і переходять на парову подушку;
тримають систему допалювання водню в постійній роботі;
регулюванням подачею пари від системи паропроводів власних потреб RQ, здійснюють підтримку тиску в деаераторі в межах 0,2÷0,35 кгс/см2 (20÷34 кПа);
підтримують в роботі один із трьох підживлюючих агрегатів і слідкують за підтримкою температури теплоносія на всмоктувані підживлюючого насосу в межах 62÷70 °С.

3. Для зменшення концентрації бору в теплоносії 1-го контуру в роботу вмикається регулятор ТКС 20 з заданим рівнем в ДП 2000 мм з завданням на виведення теплоносія в баки борвмісної води. В даному випадку компенсація теплоносія відбувається ДБР з подачею води від системи дистиляту.

4. Для зменшення реактивності теплоносія, в перший контур вводиться борний концентрат на всмоктування підживлюючого агрегату, при роботі регулятора ТКС 20. У випадку передаварійної ситуації, незалежно від режиму роботи, на всмоктування підживлюючого агрегату вводиться борний концентрат з максимальною витратою.

Розділ 2

Вимоги до автоматизації

2.1. Аналіз існуючого рівня автоматизації

На сьогоднішній день автоматизація технологічних процесів на АЕС здійснюється на обладнані, яке випускалось при будівництві блоків, а це більше 20-ти років тому. Проводилась часткова модернізація невеличких схем технологічних процесів. Проте заміна обладнання на якому здійснюється автоматизація керування всіма технологічними процесами реакторного відділення (комплексу «Каскад-2») не проводилась через необхідність залучення значних коштів і тривалого часу на заміну нового обладнання.

В даній роботі я розглянув можливість проведення автоматизації процесу регулювання рівня в деаераторі підживлення (ДП) в системі продування-підживлення 1-го контуру на програмно технічному комплексі системи автоматичного регулювання реакторного відділення (ПТК САР РВ).

Автоматичною системою регулювання називають сукупність об'єкту регулювання і регулятора. Об'єктом регулювання є ділянка устаткування, яка розташована між регулюючим органом і регульованим параметром, що потребує надання спеціально організованої (по заданому закону, алгоритму) дії з боку регулятора для досягнення поставленої цілі регулювання.

Регулятор - це комплекс пристроїв, що здійснює регулювання технологічного процесу без участі людини за допомогою дії на об'єкт регулювання відповідно до закладеного в ньому закону регулювання.

Регулятори енергоблоку виконані на базі комплексу пристроїв, що входять в Державну систему приладів (ДСП) "Каскад-2" із застосуванням блоків УКТЗ, призначених для реалізації схем управління, захисту, блокувань і сигналізації. Кількість і типи пристроїв, які використовуються в схемах регуляторів залежать від призначення АСР.

Залежно від кількості використовуваних сигналів регулятори підрозділяються на одноімпульсні, двохімпульсні, трьохімпульсні, чотирьох імпульсні.

Пристрій регулятора розглянемо на прикладі одноімпульсного регулятора.

2.2. Функціональна структура (схема автоматизації) системи управління та її опис

Функціональна схема автоматизації наведена на листі 2.

Вузол деаерації й дегазації теплоносія 1-го контуру, а також чистого конденсату, перед подачею їх на всмоктування підживлюючих насосів, складається з деаератора підживлення TK10B01 і борного регулювання TK70B01 продуктивністю 70 тонн в годину при тиску рівному 0,2 кг/см2 (20 кПа), теплообмінників й регулюючої арматури. Завданням системи регулювання вузла деаерації й дегазації є підтримка тиску й рівня в деаераторах. Тиск у деаераторах підтримується зміною подачі гріючої пари з другого контуру, впливом на регулювальні клапани які стоять на підводі пари в нагрівачі деаераторів. Підтримка необхідного рівня в деаераторі підживлення забезпечується різними регуляторами (див. лист 2).

У режимі заповнення (деаератор заповнюється до нормального рівня розчином борної кислоти з концентрацією 16 г/кг (16 Н3В3/1кгН2О)), а також у режимі підживлення в аварійних режимах з компенсацією протікань (коли концентрація бору в першому контурі не повинна змінюватись), рівень у деаераторі підживлення підтримується регулятором ТКС14, впливом на регулювальний клапан ТК14S02. ТКС14 стоїть на лінії, що йде від баків борвмісних вод.

В режимах нормального підживлення для виконання неврахованих втрат неорганізованих протікань у першому контурі використовується регулятор рівня в деаераторі підживлення ТКС13, який керує регулювальним клапаном ТК13S02 на лінії насосів дистиляту. Логіка даного регулятора виконує функцію сумування витрати води з ущільнень ГЦН і води з трубопровода подачі продувальної води на СВО-2. В залежності від сформованого сигналу від датчика про зниження (підвищення) рівня в ДП клапан при відкривається (призакривається).

У режимі борного регулювання, коли необхідно змінити концентрацію бору в першому контурі, теплоносій з поточною концентрацією через деаератор підживлення виводиться з контуру в баки борвмісних вод, а на всмоктування підживлюючих насосів подається або дистилят через деаератор борного регулювання, або розчин борної кислоти з концентрацією 40 г/кг. Підтримка рівня в деаераторі підживлення в даному режимі забезпечується регулятором ТКС20, що впливає на регулювальний клапан ТК20S04, встановлений на зливі з деаератора підживлення в баки борвмісної води. При роботі регуляторів рівня в деаераторі підживлення в складі функціональної групи ''підживлення, продування й борного регулювання'' введення регуляторів в роботу й вивід з роботи повинен здійснюватися за допомогою засувок, встановлених перед регулювальними клапанами, тобто самі регулятори повинні постійно перебувати в режимі ''автоматичне керування''.

Карта технологічних параметрів наведена на листі 3.

2.3. Регулятори рівня в деаераторі

Регулятори призначені для підтримки заданого значення рівня в деаераторі підживлення:

ТКС14 працює в режимі заповнення 1-го контуру при пуску РУ;
ТКС13 – в нормальному режимі роботи РУ;
ТКС20 – в режимі борного регулювання.

Регулятори впливають на наступні виконавчі механізми:

пуско-зупинний (ТКС14) – ТК14S02;
основний регулятор (ТКС13) – ТК13S02;
регулятор виводу бору (ТКС20) – ТК20S04.

2.3.1. Автоматизація існуючих регуляторів.

В існуючих на теперішній час регуляторах для підтримання рівня в ДП реалізований пропорційно-інтегральний закон регулювання.

Параметром, який регулюється є рівень в деаераторі підживлення, вимірювання якого здійснюється гідростатичним методом. Для трьох регуляторів рівня використовується один спільний вимірювальний прилад поз. ТКС10L01В1 типу “Cафір 22ДД” моделі 2530, межі вимірювань 0-250 см. Задане значення рівня 1700 мм (для регулятора ТКС13) і 2000 мм (для регуляторів ТКС14, ТКС20) (при вимірювані від нижнього штуцера рівнеміра). Точність підтримки рівня ±50 мм. Статична нерівномірність 200 мм.

Керування регулятором здійснюється дистанційно від БРУ-32 або автоматично від регулятора (для регулятора ТКС20 – по блокуванню).

Керування виконавчим механізмом - дистанційне від БРУ-32 або автоматичне від регулятора (для регулятора ТКС20 – по блокуванню).

Всі регулятори виконані на апаратурі ''Каскад-2''.

Контроль справності відбувається по тривалості імпульсів з періодом проходження імпульсів рівним 5 секунд.

Самобаланс здійснюється на задане значення з періодом 50 секунд.

Блокування реалізоване лише в регуляторі ТКС20:

ТКС10 – при спрацьовуванні АЗ-1 тиск у першому контурі більше або дорівнює 20 кгс/см2 (1,96 МПа) (сигнал 2 з 3-х від датчиків YC10P20, YC20P20, YC30P20) ланцюг регулятора відключається від виконавчого механізму й регулювальний клапан ТК20S04 примусово закривається;

ТКС05 - при витраті підживлюючої води в напірному трубопроводі підживлюючих насосів, рівному нулю (сигнал від ТК30F04), і тривалості цього сигналу від 15 до 45 секунд клапан ТК20S04 примусово закривається.

Розміщення устаткування:

–	Панель керування	HY10
–	Панель регулятора	HZ03
–	Стенд датчика	TKC243 (021/2)
–	Живлення датчика	HL03 (041/2)
–	Шафи УКТЗ (базовий/кросовий): регулятор ТКС13; регулятор ТКС14; регулятор ТКС20.	HZ63/HZ59 HZ61/HZ59 HZ80/HZ83
–	Збірка РТЗО	LT04, Ш7
–	Виконавчий механізм: для ТКС13,14; для ТКС20.	326 319

Складові елементи існуючих регуляторів.

Елементна база існуючих регуляторів складається з наступних технічних засобів автоматизації:

вимірювального перетворювача «Сафір 22ДД»;
блоку гальванічного розділення токових сигналів (БГРТ);
- блоку включення регулятора (БВР);
- блоку управління клапаном (БУК);
- блоку ключів (БКЛ2);
- блоку гальванічного розділення ланцюгів (БГР);
- блоку перетворення напруг (БПН2);
- блоку логічного часу (БЛВ1);
- блоку фіксування каналу спрацьовування (БФС);
- блоку ручного управління (БРУ-32);
- підсилювач тиристорний (У 23);
- регулюючий блок (Р27);
блок динамічних перетворень (Д05);
блоку прийому і розмноження токових сигналів (ПСРТ);
- пускача безконтактного реверсивного (ПБР-2М);
- блоку сигналізації положення струмового (БСПТ);
- перетворювача переміщення вала механізму в струм (Teleperm);
- виконавчого механізму (Siemens (MAM1)).

Опис і призначення елементів автоматизації наведено в Розділі 5.

Структурна схема автоматизації з існуючою елементною базою наведена на листі 4.

2.3.2. Автоматизація регуляторів в комплексі ПТК САР.

Регулятор рівня в деаераторі підживлення TKC13.

Регулятор рівня в деаераторі підживлення TKC13 підтримує задане значення рівня в ДП 1700 мм в нормальних експлуатаційних режимах, шляхом впливу на регулювальний клапан подачі дистиляту в ДП TK13S02.

Регулятор рівня в деаераторі підживлення TKC13 реалізує пропорційний закон регулювання за рахунок обхвату регулятора жорстким зворотнім зв’язком ПІ-регулятора по положенню регулюючого органу.

На регулятор рівня в деаераторі підживлення TKC13 надходить сигнал нерезервованого вимірювання рівня в деаераторі підживлення TK10L01B1, з межею вимірювання 0  2620 мм і сигнал положення регулювального клапана TK13S02, що використовується як зворотний зв'язок для реалізації пропорційного закону регулювання.

Регулятор рівня в деаераторі підживлення TKC13 підтримує рівним нулю розбаланс:

E = Lзад – Lтек – а1S + Lкор,

де: Lзад - задане значення рівня в деаераторі продування-підживлення, кгс/см2;

Lтек - поточне значення рівня в деаераторі продування-підживлення, кгс/см2;

S - положення регулювального клапана подачі дистиляту в ДП TK13S02;

Lкор - корекція заданого значення рівня в ДП для компенсації статичної нерівномірності;

а1 - коефіцієнт.

Готовність (TKC13A02) формується по наступних умовах:

відсутність сигналу «відмова виміру L (TK10L01B1)»;
відсутність сигналу «втрата живлення РК TK13S02».

Регулятор рівня в деаераторі підживлення TKC13 відключається із сигналізацією на БЩУ при відмові виміру рівня в деаераторі підживлення TK10L01B1 (датчик виходить за діапазон 0÷2600 мм, і/або швидкість зміни показань ≥500 мм/с).

При відмові датчика положення РК регулятор переходить на роботу з моделюючим значенням положення РК. Передбачена можливість вибору виду зворотного зв'язку з ІС.

Регулятор контролює справність виконавчого механізму по наявності електроживлення, при відсутності електроживлення регулятор відключається з індикацією на БЩУ.

Регулятор рівня в деаераторі підживлення TKC14.

Регулятор рівня в деаераторі підживлення TKC14 підтримує задане значення рівня в ДП - 2000 мм у режимі заповнення першого контуру при пуску реактора, шляхом впливу на регулювальний клапан подачі розчину борного концентрату в ДП TK14S02.

Принцип реалізації регулятора аналогічний регулятору ТКС13.

Регулятор рівня в деаераторі підживлення TKC20.

Регулятор рівня в деаераторі підживлення TKC20 підтримує задане значення рівня в ДП - 2000 мм у режимі борного регулювання шляхом впливу на регулювальний клапан виводу із ДП у бак борвмісних вод TK20S04.

На регулятор рівня в деаераторі підживлення TKC20 надходить сигнал нерезервованого виміру рівня в деаераторі підживлення TK10L01B1, з межею виміру 0÷2620 мм і сигнал положення регулювального клапана TK20S04, що використовується як зворотній зв'язок для реалізації пропорційного закону регулювання.

Регулятор рівня в деаераторі підживлення TKC20 підтримує рівним нулю розбаланс, як і регулятор ТКС13.

Готовність (TKC20A02) формується по наступних умовах:

відсутність сигналу «відмова виміру L (TK10L01B1)»;
відсутність сигналу «втрата живлення РК TK20S04».

При включенні регулятор рівня TKC20 спочатку балансується на поточне значення рівня в деаераторі підживлення, потім завдання за рівнем зі швидкістю 10 см у хвилину змінюється до номінального значенням 200 см.

Регулятор рівня в деаераторі підживлення TKC20 відключається із сигналізацією на БЩУ при відмові виміру рівня в деаераторі підживлення TK10L01B1 (датчик виходить за діапазон 0÷2600 мм, і/або швидкість зміни показань ≥500 мм/с).

Блокування TKS10 (реалізоване в УКТЗ).

Регулювальний клапан TK20S04 закривається із забороною відкриття й забороняє видачу вихідних команд регулятору рівня в деаераторі підживлення TKC20 при наявності всіх умов:

спрацьовуванні АЗ першого роду;
тиску в першому контурі ≥ 22 кгс/см2 (2,16 МПа);
кожна із засувок TK20S05, TK20S01 відкрита.

2TKF04, 2TKS05 – при витраті води в напірному трубопроводі підживлюючих насосів, менше 4,5 м3/год., з витримкою часу 90 с і тиску на напорі будь-якого підживлюючого насоса більше 24 кгс/см2 (2,35 МПа) і тиску в 1-му контурі менше 5 кгс/см2 (490 кПа) клапан TK20S04 закрити й відключити TKC20.

Складові елементи регуляторів в комплексі ПТК САР.

Регулятори складаються з наступних основних частин:

вимірювального перетворювача «Сафір 22ДД», моделі 2530;
блоку гальванічного розділення токових сигналів (БГРТ);
- блоку управління клапаном (БУК);
- блоку перетворення напруг (БПН2);
- блоку ручного управління (БРУ-32);
- субблоку фільтра (КД-1);
субблоку прийому і розмноження токових сигналів (ПСРТ-125-10);
субблоку регулятора (МР-195-14);
виконуючого автомата (ІАТ);
- перетворювача переміщення валуа механізму в струм (Teleperm);
- виконавчого механізму (Siemens (MAM1));
- регулюючого органу.

Опис, технічні характеристики і призначення елементів автоматизації наведено в Розділі 5.

Структурна схема автоматизації з існуючою елементною базою наведена на листі 4.

2.4. Необхідність модернізації

Розглянувши рівень автоматизації регуляторів на елементній базі комплексу «Каскад-2» і нової ПТК САР РВ, я роблю вибір на перевагу нового комплексу. Оскільки це дозволить скоротити кількість складових блоків в шафах УКТЗ (непотрібними стають блоки: БЛВ1, БФС, БГР, БКЛ2, БВР) і перевести їх функції на ПТК САР. Також на основі комплексу ПТК САР на відміну від «Каскад-2» реалізовані нові типи блочків, які програмуються, підтримують діагностику, само настроюються на робочі параметри згідно закладеної програми.

Недоліками існуючої схеми є:

Значна кількість блочків, які беруть участь в регулюванні технологічного процесу тим самим знижуючи рівень надійності схеми;
Відсутність системи діагностики справності блоків «Каскад-2»;
При зміні параметрів технологічного процесу необхідність ручного настроювання параметрів;
Складність ремонту та ін..

Розділ 3

Структура системи автоматизації

На сьогоднішній день існуюча система автоматизації на основі комплексу апаратури «Каскад-2» хоч і справляється з покладеними на неї задачами, однак давно вичерпала свій технічний й моральний ресурс є громіздкою, менш надійною за сучасні комплекси, вимагає частішого та більш складного технічного обслуговування. Всі ці причини приводять до необхідності залучення до її обслуговування великої кількості висококваліфікованого персоналу та постійного вливання коштів, оскільки окремі блоки та частини комплексу давно зняті з серійного виробництва і давно використали свій технічний ресурс. Тому є доцільним замінити її на Програмно Технічний Комплекс Системи Автоматичного Регулювання Реакторного Відділення (ПТК САР РВ) виробництва ХГПЗ ім. Шевченка, який забезпечує всі вимоги які на сьогоднішній день ставляться до даного роду систем. Дана система виконана на мікроелектронній базі в приладовому виконанні. Як основні джерела інформації використані первинні перетворювачі типу «Сафір» з тензочутливими елементами.

До переваг нового комплексу належать:

висока надійність;
високі програмні та діагностичні можливості;
менші масогабаритні розміри;
простота в обслуговуванні.

3.1. Призначення ПТК САР РВ

Програмно технічний комплекс систем автоматичного регулювання реакторного відділення енергоблоку АЕС призначений для управління в режимах нормальної експлуатації (пуск і зупинка устаткування першого контуру, робота в регулювальному діапазоні навантажень) і режимах з порушеннями нормальної експлуатації (відключення елементів технологічного устаткування).

ПТК САР РВ є людино-машинною системою великої потужності, розрахованою на тривале функціонування в режимі реального часу, що управляє об'єктами автоматизації. ПТК САР РВ це технологічні системи системних і не системних приміщень енергоблоку, керовані з блочного щита управління.

ПТК САР РВ призначений для виконання керуючих, інформаційних і допоміжних функцій.

Керуючі функції:

автоматичне регулювання технологічних параметрів;
технологічні блокування.

Інформаційні функції:

індикація стану АСР і ВМ на БЩУ;
- збір інформації про стан об'єктів автоматизації;
- передача інформації в ІОС.

Допоміжні функції:

збір, обробка даних, діагностика стану і функціонування технічних та програмних засобів ПТК САР РВ;
- контроль достовірності і реєстрація відмов вхідної інформації;
- контроль вихідних команд управління ВМ;
- контроль реалізації команд управління;
- забезпечення сервісу обслуговуючому персоналу за допомогою автоматизованих робочих місць (АРМ) обслуговуючого персоналу (ОП).

3.2. Принципи реалізації САР Реакторного Відділення

На технічних засобах виробництва ХГПЗ ім. Шевченка реалізуємо тільки системи автоматичного регулювання.

Дистанційне керування, захист і блокування залишимо реалізованими на технічних засобах УКТЗ.

Вихідні команди регуляторів будуть видаватись в УКТЗ через відповідний БВР на БУК. Від БВР для автоматичних регуляторів використовуються вихідні сигнали «регулятор включений» і «регулятор в роботі».

Включення регуляторів проводиться вручну переводом перемикача БРУ-32 в положення «АВТОМАТ».

Відключення регулятора проводитиметься вручну переводом перемикача БРУ-32 в положення «ДИСТАНЦІЯ» або автоматично при відмові відповідного вимірювання або втраті живлення свого РК. Після автоматичного відключення регулятора повторне включення здійснюється вручну квитуванням перемикача БРУ-32 після зняття всіх причин відключення. Автоматичне відключення реалізоване по інверсній логіці (зняттям вихідного дискретного сигналу «Готовність регулятора»).

У включеному стані (БВР «включений») регулятор знаходиться в режимі підтримки параметра або в стерегучому режимі.

Завдання регуляторам задається, обчислюється, або визначається поточним значенням параметра у момент включення регулятора або відповідного режиму.

Регулятори забезпечують видачу команд управління тривалістю, кратною 0,1 с. Пауза між імпульсами - не менша 0,2 с.

У ПТК САР здійснюється контроль живлення всієї використовуваної арматури. Відсутність живлення арматури визначається по одночасній відсутності сигналів від КВ «не відкрито», «не закрито». При цьому формується сигнал «Відмова РК».

Для контролю давачів положення РК реалізована модель виконавчого механізму.

Для кожного виконавчого механізму здійснюється контроль давача положення РК і формується сигнал «Невідповідність РК»:

при розбіжності показів ПП з модельованим положенням на величину більше за допустиму;
при невідповідності сигналів від кінцевих вимикачів і ПП;
при стрибкоподібній зміні сигналу від ПП на величину більше за допустиму.

При цьому вихідні команди на ВМ не блокуються, регулятор не відключається, але переходить на роботу за свідченнями математичної моделі.

Передбачена можливість автоматичної зміни настройок регуляторів і уставок залежно від режимів роботи або від значення технологічних параметрів.

Для всіх аналогових сигналів передбачена можливість введення програмного фільтру, що настроюється, з дискретністю зміни 0,1 с.

Для кожного давача передбачений контроль по верхній і нижній межах і за швидкістю зміни вхідного сигналу. Передбачена лінеаризація сигналів від термопар і внесення поправок до вимірів давачів тиску.

При вимірюванні параметра троїрованними давачами, робоче значення визначається як медіанне значення з трьох показів. Окрім первинного контролю, здійснюється контроль по розузгодженню показів давачів.

При вимірюванні параметра дубльованими давачами, робоче значення визначається як середнє арифметичне значення показів справних давачів або як значення справного давача. Окрім первинного контролю, здійснюється контроль по розузгодженню показів давачів.

Для всіх давачів передбачена можливість виведення давача або групи давачів одного вимірювання в ремонт.

При відмові вимірювання параметра на пульті передбачена узагальнена світлова сигналізація «Відмова вимірювання» (формується в кожній шафі управління).

При відмові одного з давачів дубльованого або троїрованного вимірювання одного параметра, і відсутності відмови вимірювання параметра на пульті передбачена узагальнена світлова сигналізація «Несправність вимірювання» (формується в кожній шафі управління).

Всі відмови резервованих давачів (дубльованих або троїрованних) вимірювань запам'ятовуються. Узагальнена сигналізація формується миготливим світлом при появі кожного нового сигналу, що входить до складу даної сигналізації.

3.3. Принцип дії ПТК САР

ПТК САР РВ реалізований на базі розподіленого програмно-технічного комплексу, побудованого за магістрально-модульним принципом з використанням локальних обчислювальних мереж (ЛВС).

Структурна схема ПТК САР РВ приведена на рис. 3.1.

ПТК є дворівневою системою. Нижній рівень системи реалізує функції введення/виведення інформації, регулювання, управління і контролю, верхній рівень (ВР) - підтримку оперативної бази даних, представлення необхідної інформації (зокрема діагностичної) на відеотерміналах АРМів, реєстрацію і архівацію інформації.

До складу ПТК входять шафи ШУ, що реалізовують функції введення/виведення інформації, контролю і управління, і ПЕВМ в промисловому виконанні, що реалізовують функції верхнього рівня.

Зв'язок з об'єктом управління здійснюється через шафи УКТЗ.

До складу шаф ШУ входить набір функціонально закінчених модулів (субблоків) зв'язку з об'єктом (МСО) з вбудованим дубльованим

Рис. 3.1. Структурна схема ПТК САР РВ.

інтерфейсом RS-485 і мікроконтролери з вбудованим IBM-сумісним мікропроцесором.

Всі модулі введення/виводу (окрім сигналів, що погоджують уведення/виведення, 220В) містять високопродуктивні мікропроцесори, призначені як для первинної обробки інформації, так і для вирішення, при необхідності, функціональних завдань. Програми записуються у вбудовану FLASH пам'ять.

Модулі введення/виведення забезпечують введення і виведення дискретної і аналогової інформації, з приведеними в розділі 5 технічними характеристиками.

Мікроконтролери МК-187 призначені для виконання наступних функцій:

рішення функціональних задач;
- обмін інформацією з ВР;
- обмін інформацією з модулями УСО;
- реалізація функцій діагностики технічних і програмних засобів;
- зв'язок з периферійними пристроями (операторська панель і ін.);
- реалізація функцій резервування.

МК-187 виконаний у вигляді модуля, призначеного для розміщення в крейтах.

Зв'язок МК-187 з модулями УСО здійснюється дубльованими каналами передачі інформації, фізичним середовищем передачі є друкарські провідники і/або вита пара.

Зв'язок НР з ВР виконується на базі дубльованої локальної обчислювальної мережі типу Fast Ethernet.

Постійно в роботі знаходиться один з двох МК, інший - в гарячому резерві. При виникненні збоїв в роботі основного МК основний і дублюючий МК міняються своїми функціями.

Зв'язок між цими МК здійснюється дубльованим інтерфейсом RS-485.

Для забезпечення заданих характеристик надійності по виконуваних функціях субблоки однієї касети дублюють МСО іншої касети.

3.4. Функції, склад і робота верхнього рівня ПТК САР

Система верхнього рівня (СВР) виконує функції:

реєстрації аналогової і дискретної інформації (архів) із збереженням її на протязі не менше 96 годин;
відображення діагностичних кадрів електронної частини ПТК САР РВ, технологічних кадрів роботи цифрових регуляторів, кадрів датчиків, уставок, параметрів;
графічне відображення поточних аналогових і дискретних параметрів ПТК САР РВ;
діалогу оператора з ПТК САР РВ;
завантаження шаф комплексу штатним програмним забезпеченням (ПО).

Склад засобів обчислювальної техніки СВУ, необхідний для функціонування комплексу відображення і реєстрації:

АРМ (ІС) Dell OptiPlex GX270SD:Chassis: Small Desktop; Chipset: Intel 845G;FSB: 400 / 533 MHz;CPU: Intel P4 2.0GHz / 512Kb; RAM: 256MB PC 2100 DDR SDRAM;HDD: 40GB Ultra ATA 100 7200RPM; FDD 1,44 Mb; CD-ROM: 24x; VRAM: on-board; SOUND: Integrated AC-97 Audio w/ Yamaha SoftSynsthesizer; NIC: Integrated Intel Pro/1000 MT (Gigabit); Dell Keyboard/optical mouse/pad; OS: Microsoft Windows 2000 Pro Eng; Монітор Dell 17"; мережеві карти (Ethernet); принтер HP LaserJet 1300N.
АРМ БЩУ ПЕВМ типу IBM Pentium 4 з наступними технічними характеристиками: RAM не менше 256Мб; HDD не менше 80Гб; FDD 3,5"; клавіатура; LCD-монітор 18” (TFT) SCD 1597; маніпулятор типу "миша"; мережеві карти (Ethernet); сетев.комм.SS 3 Switch 4400SE.

Верхній рівень САР РВ виконаний на базі мережі промислових ПЕВМ (Dell OptiPlex GX270 SD) IBM-сумісних комп'ютерів і включає:

сервер, що реалізує функції реєстрації, архівації і документування інформації;
- інструментальну систему (АРМ-ІС);
- комутатори локальної обчислювальної мережі, що забезпечують зв'язок між абонентами однієї мережі;
- робоче місце начальника зміни цеху (АРМ-НЗ).

В процесі функціонування ПТК САР РВ реалізує наступні інформаційні обміни між компонентами системи:

між різними ШУ по цифровому каналу;
- між ПТК САР РВ і ІОС по дубльованій обчислювальній мережі типу Ethernet;
- між ШУ і локальною мережею ВР по дубльованій обчислювальній мережі типу Ethernet АРМ по цифровому каналу;
- між ПТК САР РВ і УКТЗ дискретними сигналами.

3.5. Критерії відмови джерел аналогової і дискретної інформації в ПТК САР

Контроль джерел аналогової інформації виконується в два етапи:

На першому етапі здійснюється первинна обробка кожного вхідного сигналу з контролем на мінімальне і максимальне значення і допустиму швидкість зміни.
Другий етап виконується для дубльованих і троїрованних вимірів:
- для дубльованих сигналів значення виміру визначається як середнє арифметичне значення показників двох справних датчиків. У разі відмови одного з них, в схемі первинної обробки використовуються покази справного датчика. Відмова виміру формується і запам'ятовується при відмові двох датчиків або при розузгодженні показів датчиків більш допустимої величини у випадку, якщо обидва справні;
- для троїрованних вимірів одного параметра значення виміру визначається як середнє (медіанне) значення показників датчиків. При розузгодженні одного з троїрованних датчиків щодо середнього значення більше встановленої величини формується ознака несправності. Ознака несправності автоматично знімається при відновленні свідчень датчика. При розузгодженні двох резервованих датчиків, що залишилися, більше встановленого значення, формується і запам'ятовується відмова виміру. Контроль по розузгодженню здійснюється з урахуванням результатів первинної обробки.

Узагальнена інформація про наявність несправностей і відмов представляється оператору і реєструється в АРМ ПЕВМ.

В ПТК САР РВ передбачений ремонтний стан ВП. Завдання ремонтного стану проводиться з інструментальної системи з реєстрацією в АРМ. При включенні ремонтного стану фіксується значення параметра на момент включення ремонтного стану і формується ознака відмови ВП.

Контроль джерел дискретної інформації проводиться шляхом програмної обробки у ФПО сигналів від парних кінцевих вимикачів "не відкрито" і "не закрито" " включено" і "відключено".

3.6. Контроль справності САР

Існує три режими роботи регуляторів.

Автоматичний режим - дія на виконавчий механізм відбувається по сигналах регулюючого блоку. Ланцюги дистанційного ключа управління відключені від схеми управління. Ланцюги регулюючого блоку відключені від схеми управління.

Дистанційний режим - дія на виконавчий механізм відбувається по командах оператора з ключа (кнопок) дистанційного регулювання.

Стерегучий - у цьому режимі органами управління (перемикачем) САР переведена в режим автоматичного управління, а системою блокувань ланцюга управління регулюючого блоку відключені від виконавчого механізму (горять одночасно два індикатори - зелений і червоний) і підключені до інтегратора автобалансу, що забезпечує автобаланс на задане значення параметра. Такий режим роботи необхідний для автоматичних регуляторів, які в нормальних режимах роботи устаткування повинні бути відключені, але готові до роботи, а за певних умов автоматично включатися в роботу (наприклад, при досягненні параметром граничнного значення).

Для запобігання невірної роботи регуляторів їх схеми містять блокування, що відключають регулятори при виході з ладу окремих елементів схем (контроль справності).

При відключенні регулятора контролем справності загоряється табло "Несправність регулятора", червона лампочка над БРУ-32 гасне, зелена – блимає. Необхідно переквитувати перемикач режимів роботи в положення "Автомат".

При переході в автоматичний режим проконтролювати правильність роботи регулятора.

Найчастіше контроль справності регуляторів реакторнного відділення виконаний по максимальному розбалансу на регулюючому блоці від заданого значення. Величина розбалансу, по якому відбувається відключення, у кожного регулятора індивідуальна.

При аварійних відхиленнях регулятора на блоці БВР виході хв09 формується шинка ЕМА, яка поступає на вхід блоку БГР з інверсним входом хв08, що стоїть в цій же шафі, що і блок БУК. Пройшовши логіку перетворення сигнал з виходу хв07 комутується на вхід хв18 блоку БГР, після чого підтягується реле КА4. Реле замикається і через його контакти ХТb9, ХТа10 потенціал +24В подається на блок БСИ для формування світлового і звукового сигналу.

Рис. 3.2. Принципова схема організації аварійного відключення регулятора.

3.7. Організація електроживлення ШУ та живлення ланцюгів обтікання

Організація електроживлення ШУ.

Первинне електроживлення через автоматичні вимикачі, запобіжники, фільтри мережеві поступає на крейт живлення. У крейті живлення конструктивно розташовані чотири джерела вторинного електроживлення AС300-24. Джерело вторинного електроживлення АС300 - 24 ТУ У 30882459.002 - 2003 призначене для перетворення змінної напруги 220В в постійну 24В. Два джерела живлення призначені для забезпечення напругою живлення 24В крейтів УСО і два джерела живлення для забезпечення напругою живлення 24В ланцюгів обтікання. У шафах ШУ-110Ч121 два джерела живлення, по одному з цих груп, живляться від однієї мережі змінного струму ~ 220В, два інші джерела живлення живляться від другої мережі змінного струму ~ 220В.

На кожному блоці фільтрів встановлений індикатор, свічення якого свідчить про наявність основного електроживлення і нормальну роботу фільтру.

На передній панелі джерел живлення АС300-24 встановлені індикатори Mains OK, DC OK, Output OK. Свічення всіх індикаторів свідчить про нормальну роботу джерела живлення. Окрім цього кожне джерело живлення видає сигнал про нормальну роботу в систему контролю шафи.

У шафах ШУ передбачені два клемні з'єднувачі КЗЖ (клемний з'єднувач живлення), призначених для розмноження основного і резервного живлення для власних потреб і ланцюгів обтікання. Клемні з'єднувачі КЗЖ виконані на основі клемних з'єднувачів типу WAGO. Кожна шина живлення «+» 24В крейту УСО, живиться від індивідуального клемного з'єднувача WAGO. На клемному з'єднувачі КЗЖ в ланцюгах живлення крейтів і вентилятора встановлені запобіжники і світлові індикатори. При перегоранні запобіжника світиться відповідний індикатор.

Організація живлення ланцюгів обтікання.

Шини «+» і «-» від блоків випрямлячів 24 В, призначених для ланцюгів обтікання, підключені до КЗЖ за допомогою окремих провідників відповідно до таблиці з'єднань на шафу відповідної модифікації.

В КЗЖ кожна з шин «+» і «-» підключена до чотирьох окремих клемних з'єднувачів WAGO, які створюють поля «+N» і «-N» з нумерацією від 1 до 4.

Кожен клемний з'єднувач WAGO полів «+N» і «-N» має вимикач для забезпечення можливості розриву живлення, що йде в зовнішній ланцюг.

Для організації видачі потенційних сигналів «+» 24В на зовнішнє навантаження і для живлення «сухих» контактів зовнішніх джерел сигналів (ланцюгів обтікання) в шафі ШУ передбачені два клемні з'єднувачі КЗС (клемний з'єднувач секційний), виготовлені на основі клемних з'єднувачів WAGO.

Кожен клемний з'єднувач (КЗ) КЗС утворює поля: один КЗС для «-» 24В - поле «-N» і другий КЗС для «+» 24В - поле «+N». Кожне поле клемного з'єднувача КЗС розділене на чотири секції, які між собою не мають з’єднання. Кожна секція має 24 об'єднаних між собою контакти, виконані з клемних з'єднувачів WAGO.

Кожна з чотирьох секцій поля «-N» одного КЗ КЗС і кожна з чотирьох секцій поля «+N» іншого КЗ КЗС підключені до відповідних чотирьох секцій полів «+N» і «-N» двох клемних з'єднувачів КЗЖ.

Таким чином шини «+» і «-» 24 В джерел живлення ланцюгів обтікання об'єднуються по шині «+» і шині «-» в клемних з'єднувачах КЗС.

«Обтікання» зовнішніх ланцюгів (вихід за межі шафи ШУ напруги плюс 24 В) здійснюється від клемного з'єднувача КЗС, створюючого поле «+N».

Схема організації ланцюгів живлення шафи і ланцюгів обтікання представлена на рис. 3.3.

3.8. Організація вентиляції ШУ

Включення вентиляторів здійснюється як автономно, оператором, так і автоматично від субблоку МК-187 через субблок КСК-124 і клемний з'єднувач КСК. У блоках вентиляції передбачений постійний контроль працездатності електровентиляторів. Обслуговування схеми контролю вентиляторів здійснюється субблоком КСК-124.

Рис. 3.3. Схема організації ланцюгів живлення шафи.

Для попередження про перехід шафи в режим аварійної роботи, коли температура усередині шафи досягає плюс 60°С і вище, - в шафі встановлені два температурні реле, замкнуті контакти яких через клемний з'єднувач КСК підключені до субблоку КСК-124.

3.9. Проектне компонування пункту управління

На енергоблоці передбачені наступні пости управління:

• БЩУ - блоковий щит управління;

• РЩУ - резервний щит управління;

• ЩСВО - щит спецводоочищення;

• МЩУ - місцеві щити управління.

БЩУ призначений для постійного знаходження оперативного персоналу, який контролює і управляє енергоблоком. З БЩУ ведеться управління блоком в нормальному, аварійному режимах, а так само здійснюється планова і аварійна зупинка ядерного реактора і турбоагрегату, а також з БЩУ ведеться розхолоджування реакторної установки (відмітка 6,6 м, обстройка РВ, чиста зона).

При проектуванні БЩУ оптимально вирішені питання взаємодії системи «людина-машина». Параметри, які необхідно контролювати на БЩУ, відбираються і відображаються для забезпечення того, щоб оперативно представлялася персоналу однозначна інформація про поточний безпечний стан РУ і блоку в цілому, а також для цілей ідентифікації і діагностики автоматичного спрацьовування систем безпеки.

У проекті передбачені засоби контролю і управління процесами ділення ядерного палива у всіх режимах і умовах в активній зоні при нормальній експлуатації (у тому числі і в підкритичному режимі в процесі перевантаження палива),покажчики положення органів дії на реактивність, автоматичний контроль концентрації розчинного поглинача і покажчики стану інших засобів дії на реактивність.

Проектом у складі системи контролю і управління блоку передбачені системи інформаційної підтримки оператора, зокрема система оперативного представлення узагальненої інформації персоналу про поточний стан безпеки РУ і блоку в цілому.

Система контролю і управління має в своєму складі засоби надійного групового і індивідуального зв'язку між БЩУ, РЩУ і експлуатаційним персоналом блоку, що виконує роботи по місцю.

У складі системи контролю і управління блоку передбачені засоби, що забезпечують збір, обробку, документування і зберігання інформації, достатньої для того, щоб була можливість своєчасного і однозначного встановлення висхідних подій виникнення порушень нормальної експлуатації і аварій, їх розвиток, встановлення фактичного алгоритму роботи систем безпеки і елементів, важливих для безпеки, віднесених до класів 1 і 2, зокрема систем контролю і управління, відхилень від штатних алгоритмів, дій персоналу. Прийняті заходи, направлені на збереження наданої інформації в умовах запроектних аварій. Система контролю і управління блоку забезпечує автоматичну і/або автоматизовану діагностику стану і режимів експлуатації, у тому числі і власне технічних і програмних засобів системи контролю і управління. Система контролю і управління блоку побудована таким чином, що забезпечує найбільш сприятливі, умови для ухвалення оперативним персоналом правильних рішень по управлінню блоком, зводить до мінімуму можливість ухвалення неправильних рішень.

РЩУ призначений для зупинки ядерного реактору, і переводу його в підкритичний стан, а також здійснення аварійного охолоджування активної зони ядерного реактора, скидання параметрів гермооболонки, контролю за викидами в навколишнє середовище і активності гермооболонки в разі ураження БЩУ (відмітка -4,2 м, обстройка РВ, чиста зона).

ЩСВО з цього щита ведеться управління допоміжними системами: спецводоочищення, вентиляційними системами, бойлерною системою і т.д. (відмітка 15,0 м, спецкорпус).

МЩУ можуть виконуватися для загальностанційних систем з постійним перебуванням на них обслуговуючого персоналу, а також для окремих технологічних установок без постійного перебування персоналу (МЩ підігрівачів мережевої води, МЩ генератора і т.д.).

Схема управління зроблена так, що при поразці одного з щитів управління, яке може викликати несправність в лініях зв'язку і надходження помилкових команд, не приводить до самовільних включень і відключення механізмів і дозволяє вести ДУ з іншого щита управління.

3.10. Організація вимірювання рівня в закритих посудинах

Даний метод вимірювання рівня також, як і в випадку вимірювання рівня у відкритих посудинах заснований на вимірі перепаду тисків стовпа рідини в зрівняльній посудині (+) і стовпа рідини в технологічній ємності (-) (див рис.3.4.).

(+) камера вимірювального перетворювача (3), за допомогою імпульсних ліній з'єднана зі зрівняльною посудиною (2), що врізана в парову частину технологічної ємності й постійно заповнена конденсатом, так що стовп рідини, що впливає на (+) камеру вимірювального перетворювача завжди постійний і залежить тільки від тиску в технологічній ємності. (-) камера вимірювального перетворювача (3), також за допомогою імпульсних ліній з'єднана з врізанням, що виконане в нижній частині технологічної ємності. Різниця між висотними оцінками (+) і (-) урізань в технологічну ємність називається базою рівнеміра Нб=Н1-Н2.

При нульовому рівні рідини в технологічній ємності, на вимірювальному перетворювачі буде максимальний перепад тисків. Чим вище буде підніматися рівень, тим менше буде перепад тисків на вимірювальному перетворювачі, і при h=Нб стане рівним 0. Але це буде тільки в тому випадку, коли щільність рідини в зрівняльній посудині й у технологічній ємності будуть однакові. Оскільки, зазвичай, температури рідини в технологічній ємності й у зрівняльній посудині різні, то й відповідно щільності будуть різні. Тому при розрахунку рівнеміра необхідно враховувати параметри робочого середовища. Розрахунок рівнеміра зводиться до визначення максимального перепаду тисків на датчику й діапазону шкали вимірювального каналу.

Рис. 3.4. Вимірювання рівня в закритих посудинах.

На (+) і (-) камери вимірювального перетворювача впливають стовпи рідини Р1 і Р2 відповідно:

(Р=Р1-Р2=Н1х(-(Н2+h)х('-[(Н1-Н2)-h]х("=Нбх((-(")-hх(('-(")

Отже, максимальний перепад тисків на датчику буде h=0:

(Рmax = Нб х (( -(")

Діапазон шкали вимірювального каналу зводиться до визначення h, при якому перепад тисків на датчику дорівнює 0.

Нб х (-")-h х ('-")=0, звідки

h=Нб х (( -(")/(('-(")

Ці рівнеміри називають ще рівнемірами зі зворотною шкалою, тому що тут при нульовому перепаді тисків на вимірювальному блоці датчика вихідний сигнал датчика буде максимальний - 20мА. При максимальному перепаді тисків на вимірювальному блоці датчика, вихідний сигнал датчика - 5мА.

Розділ 4

Розробка математичної моделі

4.1. Вибір закону регулювання

Для систем регулювання, застосовуються регулятори, що реалізовують наступні закони регулювання:

пропорційний (П);
- інтегральний (І);
- диференціальний (Д)
- пропорційно - інтегральний (ПІ);
- пропорційно-інтегрально-диференціальний (ПІД);
- позиційний.

П - регулятори можуть застосовуватися як для об'єктів з самовирівнюванням, так і без самовирівнювання в тих випадках коли необхідна висока точність регулювання при великих, але плавних змінах навантаження. Ці регулятори, відрізняючись простотою конструкції, дозволяють стійко і без залишкової нерівномірності регулювати роботу великого числа промислових об'єктів. З цієї причини вони набули найбільшого поширення на практиці.

Керуючись цим вибираємо для регулятора рівня в деаераторі П - закон регулювання.

Пропорційний закон регулювання.

При пропорційному законі регулювання (П - закон) регулюючий орган xр переміщується пропорційно відхиленню регульованої величини у від заданого значення уз, тобто пропорційно розузгодженню yр:

де kр - коефіцієнт посилення регулятора.

При пропорційному законі регулювання регулюючий орган переміщується пропорційно відхиленню регульованої величини від заданого значення, тобто пропорційно розузгодженню на вході регулятора. Це значить, що кожному значенню регульованого параметра в межах зони регулювання регулятора відповідає певне положення регулюючого органу. Тобто рівновага системи статичного регулювання (з П - регулятором) може бути при різних значеннях регульованої величини.

Рис. 4.1. Пропорційний регулятор

Особливістю П - регулятора є наявність помилки регулювання (статична помилка ∆0, ∆1, ∆2, ∆3), фізична природа якої пояснюється тим, що переміщення регулюючого органу можливо тільки за рахунок відхилення регульованої величини, яке і утворює цю помилку. При значному коефіцієнті посилення статична помилка може бути зменшена, але при цьому виникає небезпека виникнення коливального процесу в перехідних режимах.

Гідністю П - регулятора є швидкодія, відносна простота і зручність настроювання.

4.2. Структурна схема САР

Технологічні схеми сучасних АЕС відрізняються значною різноманітністю. Відповідно різні і їх схеми регулювання. Проте в багатьох схемах можна виділити агрегати, що виконують схожі технологічні завдання, принципи управління якими також близькі.

Розглянемо структурну схему САР.

Рис. 4.2. Структурна схема регулювання рівня:

де: П-рег.	- пристрій формуючий закон регулювання
ЗП	- задаючий пристрій	РО	- регулюючий орган
СП	- сумуючий пристрій	ОР	- об'єкт регулювання
ПП	- підсилюючий пристрій	ДР	- давач рівня
ВМ	- виконуючий механізм	ДПРО	- давач положення РО

Задаючий пристрій ЗП чинить дію g(t) на вхід системи. При цьому величина задаючої дії відповідно до завдання може бути постійною, якщо необхідно підтримувати постійне задане значення регульованої величини, або змінюватись по певному закону, якщо в технологічному процесі по цьому закону повинна змінюватися регульована величина.

У САР регульована величина порівнюється із задаючою величиною в сумуючому пристрої СП. Зачорнений сектор в графічному зображенні сумуючого пристрою, означає, що вхідна в цей сектор дія подається із зворотним знаком. Завдяки цьому при значенні регульованої величини, рівному заданому, на вхід підсилювача системи сигнал не поступає, і система знаходиться в рівновазі. У разі нерівності значення сигналу заданому розузгодження (помилка) подається на вхід підсилювача системи, яка реагує на це так, щоб розузгодження зменшувалося.

Зворотний зв'язок, направлений з виходу системи до її входу, називають головним зворотним зв'язком.

Оскільки в САР регулююча дія утворюється як результат відхилення регульованої величини (вихід системи), то головний зворотний зв'язок є завжди негативним.

П-рег. виробляє вид (закон) дії на регульовану величину з таким розрахунком, щоб щонайшвидше її привести до заданого значення.

Виконавчий механізм ВМ через регулюючий орган РО відповідно до виробленого закону регулювання впливає на об'єкт регулювання ОР, відновлюючи задане значення регульованої величини.

На вхід приведеного об'єкту регулювання подається регулююча дія xp(t) від виконавчого механізму ВМ, а його виходом є виміряне значення x(t) регульованої величини.

Оскільки важливим параметром функціонування нашої установки є рівень «L» води в деаераторі підживлення, то далі ми розглядатимемо схему автоматичного регулювання рівня.

4.3. Розрахунок параметрів контуру регулювання рівня в деаераторі підживлення

До складу САР, що розраховується входять наступні елементи:

об’єкт регулювання – резервуар;
регулюючий клапан (ТКС14);
виконавчий механізм (ТК14S02);
давач рівня;
регулятор рівня.

Для розрахунку параметрів передаточних функцій елементів САР використаємо наступні вихідні дані:

діаметр резервуару – 2980 мм;
висота резервуару – 3500 мм;
відстань між врізками давача рівня в деаераторі – 2620 мм;
діаметр вхідного трубопроводу – 100 мм;
діаметр вихідного трубопроводу – 150 мм;
оптимальне значення рівня – 2000 мм;
початкове значення рівня – 1650 мм;
коефіцієнт витрати клапана – 1;
густина води – 955 кг/м3;
хід штоку клапана 100 мм;
максимальне значення напруги потенціометричного перетворювача – 10В;
максимальне значення напруги давача рівня – 10В;
постійна часу виконавчого механізму – 2,5 с.

Рис. 4.3. Функціональна схема автоматизації рівня в деаераторі

Розглянемо питання вибору закону регулювання. Як об'єкт регулювання рівня, деаератор є герметичним баком з насосом на зливі, тобто не володіє самовирівнюванням. Його передаточна функція W(S) = K/S. Застосування ПІ-закону регулювання для такого об'єкту приводить до тривалого коливального процесу регулювання, що небажано. Крім того, для деаератора допускається нерівномірність регулювання.

Тому застосуємо П-закон регулювання, який реалізується обхватом ПІ-регулятора жорстким зворотним зв'язком по положенню регулюючого органу. Рівень в деаераторі вимірюється перетворювачем САФІР 22, сигнал від якого поступає на регулятор, де порівнюється з сигналом завдання.

Таким чином, на вхід регулятора поступають два сигнали: по рівню в деаераторі і по положенню клапана. Настройкою регулятора є "коефіцієнт пропорційності" для вказаних двох входів.

При регулюванні рівня води в деаераторі П-регулятором передаточна функція замкнутої системи регулювання за збурюючим (витрата води) каналом описується передаточною функцією, як було сказано вище (W(S) = K/S), об’єкта регулювання за каналом, зміна положення клапана на вході – зміна рівня на виході має вигляд:

де:

Обрахуємо площу дзеркала рідини в деаераторі. Оскільки деаератор має циліндричну форму і внутрішній радіус рівний DД = 2.98 м то після підстановки значень отримаємо:

Площа перерізу вхідного трубопроводу:

Стала об’єкта:

Коефіцієнт передачі клапана визначається як відношення зміни площі поперечного перетину до зміни ходу штока клапана:

Коефіцієнт передачі виконавчого механізму визначається як відношення зміни ходу вихідного штока до зміни керуючої напруги:

Коефіцієнт передачі датчика рівня визначається як відношення зміни вихідної напруги до зміни рівня в резервуарі:

Коефіцієнт передачі потенціометричного перетворювача положення клапана визначається як відношення зміни вихідної напруги до зміни положення штоку:

4.4. Моделювання перехідного процесу та оптимізація параметрів регулятора САР

Отримаємо перехідний процес в замкненій САР з використанням пакету Matlab та визначимо показники якості перехідного процесу. Структурна схема досліджуваної САР рівня в середовищі Simulink має вигляд рис. 4.4.

Рис. 4.4. Simulink – модель САР рівня в деаераторі

Встановивши значення коефіцієнтів регулятора Кр=20 отримаємо перехідний наступний процес:

Рис. 4.5. Перехідна характеристика АСР до оптимізації

З графіка знаходимо:

час регулювання Tр=94 с;

перерегулювання ;

кількість коливань n=0

Для зменшення часу регулювання скористаємось процедурою оптимізації NCD-Blockset пакету Matlab Simulink.

Інструментальний пакет Nonlinear Control Design Blockset (NCD-Blockset) надає в розпорядження користувача графічний інтерфейс для настройки параметрів динамічних об’єктів, які забезпечують оптимальність перехідних процесів.

За допомогою даного інструмента можна настроювати параметри нелінійної Simulink – моделі, в якості яких може бути задана будь-яка кількість змінних, включаючи вектори і матриці.

Рис. 4.6. Simulink – модель САР температури в резервуарі з використанням NCD-блоку.

Задання динамічних обмежень здійснюється у візуальному режимі. На базі цих обмежень NCD-Blockset автоматично генерує задачу кінцевомірної оптимізації так, щоб точка екстремуму в просторі параметрів, які настроюються, відповідала виконанню всіх вимог, що ставляться до якості процесу. Ця задача вирішується із застосуванням спеціалізованої процедури квадратичного програмування із пакета Optimization Toolbox. Хід оптимізації контролюється на екрані з допомогою відображення графіка контрольованого процесу і поточних значень функції, що мінімізується. При завершенні процесу його результат фіксується в робочому просторі.

Задача оптимізації полягає в тому, щоб вибрати такий коефіцієнт передаточної функції П – регулятора, який би забезпечував вказані вимоги до якості перехідного процесу.

Параметри блоку Kp задамо змінною величиною, а саме: Kp (рис. 4.7.).

У командному вікні MatLab задамо початкові значення змінних:

Kp=1.

Рис. 4.7. Вікна встановлення параметрів П регулятора

Таким чином ми сформували Simulink-модель об’єкта управління і тепер можемо приступити до задання обмежень, які накладаються на вихід системи, тобто блок Transfer Fcn.

Відкриваємо вікно блока NCD Outport, двічі клацнувши по ньому:

Рис. 4.8. Вікно блоку NCD Outport

Встановимо коридор, в межах якого повинен знаходитись сигнал блока NCD Outport у відповідності з вимогами задачі.

Рис. 4.9. Параметри коридору для обмеження системи

Наші вимоги:

- замкнута система має перерегулювання менше 30% (від 0,9 до 1,1);

- час перехідного процесу менше 30 секунд. Після 50 секунд встановлене значення коливається в межах 1% (від 0,99 до 1,01).

Далі вибираємо пункт меню Optimization\ Parameters. При цьому відкривається вікно (рис. 4.10.), в якому необхідно вказати назви оптимізуючих параметрів: Kp в полі Tunable Variables. В цьому ж вікні змінимо значення поля Discretization interval на 0.1 і поставимо "галочку" напроти поля Stop optimization as soon as the constraints are achieved (для закінчення процесу оптимізації після того, як виконані всі обмеження).

Рис. 4.10. Вікно Optimization Parameters

Тепер все готове для процесу оптимізації. Натискаємо кнопку Start у вікні блока NCD Outport і спостерігаємо за розвитком процесу: для кожного етапу оптимізації у вікні відображаються графіки сигналу (рис. 4.11.), які відповідають початковим (білого кольору) і поточним (зеленого кольору) значенням параметрів, що настроюються. При цьому у командному вікні MatLab відображається інформація про хід оптимізації.

Після закінчення процесу оптимізації, оптимальні значення параметрів, які відповідають зеленій кривій зберігаються в робочому просторі MatLab, в даному випадку, це:

kp =57.

Рис. 4.11. Етапи оптимізації

Встановивши оптимальні значення регулятора отримаємо перехідний процес з заданими показниками якості регулювання (рис. 4.12.)

Рис. 4.12. Перехідний процес системи з оптимальними параметрами налаштування П - регулятора

З графіка знаходимо: Tр hmax

час регулювання Tр=82 с;

перерегулювання ;

кількість коливань n=0

Висновок: параметри якості перехідного процесу задовольняють вимогам до систем автоматичного регулювання.

Розділ 5

Комплекс технічних засобів автоматизації

5.1. Комплекс ПТК САР РВ

5.1.1 Основні технічні характеристики ПТК САР РВ	Таблиця 5.1.
№	Параметр	Значення
1.	2.	3.
1	Умови нормальної експлуатації ПТК: - робоча температура навколишнього середовища, °С
		Від +10 до +35
	- гранична температура навколишнього середовища, °С (в межах)	Від +3 до +50(не більше 2 год. на добу)
	- верхнє значення вологості при 35 °С, % (не більше)	98
	- атмосферний тиск, кПа	Від 84 до 106,7
2	Допустимі умови збереження працездатності ПТК: - дія вібрації в діапазоні частот, Гц амплітудою, мм (не більше)
		Від 5 до 25
	- механічний удар одинарної чи багатократної дії з піковим ударним прискоренням до 20 м/с (≈2g), тривалістю, мс (в межах)	0,1
	- напруженість постійних і змінних магнітних полів (50Гц любого знаку), А/м (не більше)	Від 2 до 20
	Продовження таблиці 5.1.
1.	2.	3.
	- потужність експозиційних доз гамма випромінювань, мР/год, не більше	400
	- сумарна доза гамма випромінювання за 30 років, Р (не більше)	1,4
	- вміст пилу в приміщенні (розмір часток не більше 3 мкм), мг/м (не більше)	370
	- сейсмостійкість, балів, по шкалі, MSK-64 (не більше)	1,0 8,0
	- висота встановлення апаратури над «0» відміткою споруди, м (не більше)	25
3	Сумарна споживана потужність однієї ШУ, по мережах електроживлення 220 В, 50Гц, кВт (не більше)	0,8
4	Тривалість перерв електроживлення при перемиканні джерел, мс (не більше)	20
5	Показники надійності. Напрацювання на відмову: - для функції прийому і видачі дискретних сигналів, годин (не менше)
		2х105
	- для функції прийому і видачі аналогових сигналів, годин (не менше)	2,5х105
	- для функції обміну з зовнішніми системами по цифрових каналах зв’язку, годин (не менше)	2х105
	- середній строк збереження апаратури до вводу в експлуатацію, років (не менше)	3
	Продовження таблиці 5.1.
1.	2.	3.
6	- середній час відновлення працездатності, годин (не більше)	1
	- середній термін роботи апаратури з врахуванням проведення ремонтних і регламентних робіт, років (не менше)	30
	- для окремих технічних засобів, років (не менше)	10
7	Габаритні розміри шафи, мм	560х660х2011

5.1.2. Технічні характеристики і призначення субблоків ПТК САР.	Таблиця 5.2.
№	Позначення субблоку	Призначення	Характеристика
1.	2.	3.	4.
1	МК-187 Субблок мікроконт- роллера	Призначений для збору і обробки інформації, видачі управляючих дій, проведення контролю функціонування модулів зв'язку з об'єктом за заданою програмою, а також для обміну інформацією по	Субблок має: - одноплатний мікрокомп'ютер PC-104; - до 64 Мбайт ОЗУ; - до 16 Мбайт ППЗУ типу FLASH; - один канал зв'язку RS-232; - шість гальванічно розв'язаних каналів зв'язку RS-485 (дуплекс); - тактова частота 133 Мгц; - вісім незалежних входів

Продовження таблиці 5.2.
1.	2.	3.	4.
		мережі Ethernet з верхнім рівнем.	прийому дискретних сигналів; - вісім незалежних виходів видачі дискретних сигналів; - два незалежні входи прийому синхронізації; - два незалежні виходи видачі синхронізації; - один канал зв'язку Ethernet 10/100 Мбіт/сек; Споживана потужність не більше 12 Вт.
2	КСК-124 Субблок контролю стану обладнання шафи	Призначений для контролю опору ізоляції між корпусом і джерелами живлення секцій обтікання датчиків типу “сухий” контакт, контролю стану технічних засобів шафи, управління вентиляторами і елементами індикації шафи, видачі сигналу “Відмова”, а також обміну інформацією по дубльованій локальній шині	КСК забезпечує контроль: - основних і резервних фідерів електроживлення; - основного і резервного джерела вторинного живлення; - подачі живлення і контролю працездатності блоків вентиляції; - температури повітря всередині шафи; - стани дверей; - зв'язки з корпусом кожного полюса джерел обтікання дискретних сигналів; - управління світловою сигналізацією на дверях
Продовження таблиці 5.2.
1.	2.	3.	4.
		послідовного каналу обміну інформацією.	шафи.
3	ПАВС-112 Перетворю- вач аналогових вхідних сигналів	Призначений для перетворення сигналів напруги і/або струму в код і обміну інформацією по дубльованій локальній шині послідовного каналу обміну.	Субблок має вісім незалежних входів прийому струмових вхідних сигналів від 4 до 20мА, від 0 до 5мА. Діапазон вимірювання встановлюється програмно. Споживана потужність не більше 2,5 Вт.
4	ДВВ-189 Субблок дискретного вводу-виводу	Призначений для прийому і видачі дискретних сигналів і обміну даною інформацією із зовнішніми контроллерами засобами послідовного інтерфейсу RS-422/485.	Субблок має: шістнадцять входів прийому сигналів 24В; вісім дубльованих виходів з комутуючою здатністю до 60В, 300мА. Споживана потужність не більше 1,5 Вт.
5	МР-195 Субблок регулятора	Призначений для прийому і видачі дискретних сигналів і обміну даною інформацією із зовнішніми	Субблок має: - дванадцять незалежних дискретних входів 24В; - дев'ять дискретних виходів із здатністю, навантаження 300мА, 60В;
Продовження таблиці 5.2.
1.	2.	3.	4.
		контроллерами засобами послідовного інтерфейсу RS-422/485.	- чотири дискретні виходи для управління виконавчими механізмами (ВМ) 300мА, 60В з контролем спрацьовування ключів управління. Споживана потужність не більше 1,5 Вт.
6	ПВС-118 Перетворю- вач сигналів напруги 220В в напругу 24В	Призначений для прийому високовольтних сигналів "220В" змінного струму і перетворення їх в сигнали "24В" для видачі в субблок МР-195.	Субблок має чотири тракти перетворення сигналів 220В/24В: - чотири входи для сигналів змінного струму напругою 220В; - чотири виходи 24В. Споживана потужність від джерела живлення 24 В не більше 0,2 Вт.
7	ПВ-120 Перетворю- вач сигналів напруги 220В в напругу 24В	Призначений для комутації кіл управління виконавчими механізмами з напругою живлення 220В змінного струму з контролем виконання і прийому високовольтних сигналів "220В" змінного струму,	Субблок має: - два тракти перетворення сигналів 220В/24В: - два входи змінного струму напругою 220В; - два виходи 24В; два тракти перетворення сигналів управління 24В/220В: - два входи (24В); - два виходи ключів управління 220В, 1А (3А короткочасно);
Продовження таблиці 5.2.
1.	2.	3.	4.
		перетворення їх в сигнали "24В" для видачі в субблок МР-195.	- два виходи видачі сигналів контролю спрацьовування ключів управління (24В); - чотири входи прийому команд послідовного управління ключами (24В). Споживана потужність від джерела живлення 24 В не більше 1,2 Вт.
8	ПСРТ-125 Субблок прийому і розмножен- ня струмових сигналів	Призначений для прийому і перетворення по двох каналах сигналів напруги або струму в код, видачі прийнятої інформації у будь-якому порядку в шість каналів перетворення коду в струм або напругу, і обміну інформацією по дубльованій локальній шині послідовного каналу обміну.	Субблок здійснює: - прийом двох сигналів струмових -20 мА до 20 мА або напруга від 0 до 10В; - програмне підключення входів до виходів.

Модулі вводу/виводу забезпечують введення і виведення дискретної і аналогової інформації, з приведеними вище технічними характеристиками.

Мікроконтролери МК-187 призначені для виконання наступних функцій:

- рішення функціональних задач;

- обмін інформацією з ВР;

- обмін інформацією з модулями УСО;

- реалізація функцій діагностики технічних і програмних засобів;

- зв'язок з периферійними пристроями (операторська панель і ін.);

- реалізація функцій резервування.

МК-187 виконаний у вигляді модуля, призначеного для розміщення в крейтах.

Зв'язок МК-187 з модулями УСО здійснюється дубльованими каналами передачі інформації, фізичним середовищем передачі є печатні провідники і/або вита пара.

Зв'язок НР з ВР виконується на базі дубльованої локальної обчислювальної мережі типу Fast Ethernet.

5.1.3. Конструктивне виконання ПТК САР.

Спереду і ззаду шафа закривається дверима. На дверях встановлені замки, що забезпечують захист від несанкціонованого проникнення всередину шафи (відкриваються спецключем).

Конструкція шафи забезпечує електричну ізоляцію корпусу шафи від поверхні установки деталями, що входять до складу шафи.

У конструкції шафи передбачений знімний люк, розташований на нижній підставі, і призначений для підведення кабелів.

У шафі є пристосування для виконання монтажних та такелажних робіт.

Корпус шафи має спеціальні втулки заземлення з різьбовими отворами М8.

Передбачена природна і примусова вентиляція.

Всі металеві деталі шафи мають гальванічне і лакофарбне покриття відповідно до ГОСТ 9.306-85 і ГОСТ 9.014-78.

У кожному ШУ встановлені:

два крейта типоразміра 6U (U=44,45 мм);
- до восьми блоків типоразміра 3U з модулями введення/виводу сигналів 220В;
- чотири блоки живлення;
- клемні з'єднувачі для підключення ланцюгів введення/виведення сигналів;
- блок вентиляції.

Крейт для розміщення модулів УСО (типоразмір 6U, 3U) забезпечує установку модулів з кроком кратним 20мм по верхніх і нижніх направляючих.

Зовнішні приєднання виконуються за допомогою з'єднувачів на базі клемників WAGO.

На передніх дверях шафи встановлена оперативна панель.

Для забезпечення необхідних показників надійності застосовується дублювання джерел живлення.

У шафах управління встановлені два джерела для живлення вхідних в шафу модулів і два джерела для організації зовнішнього обтікання (індикації ламп мнемосхеми БЩУ і ін.).

5.1.4. Клемні з'єднувачі і блоки погоджуючих пристроїв.	Таблиця 5.3.
Найменування КЗ І БСУ	Позначення КЗ і БСУ	Призначення КЗ і БСУ (підключення до субблоку)
КС У2	ЯЕВИ.687282.179	Субблок МР-195, субблок ДВВ-189
КС ПАВС1	ЯЕВИ.687282.185	Субблок ПАВС-112
КС КСК1	ЯЕВИ.687282.193	Субблок КСК-124, субблок МК-187
БСУ2	ЯЕВИ.687282.007	До двох субблоків МР-195 1-го крейта і двох субблоків 2-го крейта
БСУ2-01	ЯЕВИ.687282.007-01	До двох субблоків МР-195 1-го крейта і двох субблоків 2-го крейта
БСУ2-03	ЯЕВИ.687282.007-03	До двох субблоків МР-195 1-го крейта і двох субблоків 2-го крейта
БСУ2-04	ЯЕВИ.687282.007-04	До двох субблоків МР-195 1-го крейта і одного субблоку 2-го крейта

Підключення клемних з'єднувачів і блоків погоджувальних пристроїв до відповідних субблоків здійснюється відповідними кабелями відповідно до схеми з'єднань на шафу ШУ відповідної модифікації.

Клемний з'єднувач КС КСК1 призначений для індивідуального підключення ланцюгів контрольної і службової інформації.

Всі ланцюги, що підключаються до цього КС, розташовані усередині шафи і за межі шафи не виходять, за винятком ланцюга КОРПУС, що йде від загального КОРПУСа.

Клемний з'єднувач спільно з субблоком КСК забезпечує контроль повідомлення на загальностанційний КОРПУС ланцюгів обтікання між шиною ПЛЮС і/або шиною МІНУС джерела обтікання. Величина опору між КОРПУСом і/або шиною ПЛЮС / МІНУС повинна бути не менше (30 ± 3) кОм.

На клемний з'єднувач поступають сигнали контролю:

стан дверей (закриті, відкриті);
наявність напруги 24 В на джерелах живлення;
живлення від секцій обтікання для контролю напруги обтікання;
ланцюги від реле температурних;
сигнали про несправність вентиляторів;
сигнал СЕВ.

Контроль здійснюється субблоком КСК.

Субблок КСК через клемний з'єднувач КСК видає сигнали:

управління вентиляторами;
сигнал СЕВ.

Елементи світлової індикації стану шафи: зелений світлодіод з маркуванням «Н» - несправність ШУ, червоний світлодіод з маркіровкою «О» - відмова ШУ(втрата живлення або відмова обох МК).

Клемний з'єднувач КСК зв'язаний кабелем з субблоком МК і забезпечує:

прийом восьми дискретних сигналів напругою до 24 В;
видачу восьми дискретних сигналів напругою до 24 В.

5.1.5. Введення дискретної інформації в ПТК САР.

Введення дискретної інформації в ПТК САР ТВ здійснюється:

а)потенційними сигналами напруги постійного струму з параметрами:

значення напруги за наявності сигналу (логічна «1») - від 18 до 29 В;
- значення напруги за відсутності сигналу (логічний «0») - не більше 8 В;
- тривалість сталих станів логічної «1» і логічного «0» необмежена в часі.

б) потенційними сигналами напруги постійного струму з параметрами:

- значення напруги за наявності сигналу (логічна «1») - від 185 до 242 В;

- значення напруги за відсутності сигналу (логічний «0») - не більше 100 В;

- тривалість сталих станів логічної «1» і логічного «0» не обмежена в часі.

в) потенційними сигналами напруги змінного струму з параметрами:

- значення напруги за наявності сигналу (логічна «1») - від 185 до 242 В;

- значення напруги за відсутності сигналу (логічний «0») - не більше 100 В;

- тривалість сталих станів логічної «1» і логічного «0» не обмежена в часі.

Примітка - Сигнали по переліку в) формуються від фазної напруги мережі електроживлення змінного струму.

Вхідні струми приймачів дискретних сигналів рівні:

в стані логічною «1»:

- від 6,6 до 28,0 мА - для сигналів по переліку а);

- від 22 до 61 мА - для сигналів по переліку б);

- від 31 до 84 мА - для сигналів по переліку в);

в стані логічного «0»:

- не більше 1 мА - для сигналів по переліку а);

- не більше 2 мА - для сигналів по переліках б), у).

На рис. 5.1. представлена структурна схема прийому і видачі дискретних сигналів рівня 24 В. Напруга обтікання береться з секції 1 клемного з'єднувача КСС. Прийом сигналів від зовнішніх датчиків і видача команд на навантаження проводиться з використанням оптопар.

Рис. 5.1. Структурна схема прийому і видачі дискретних сигналів рівня 24 В.

5.1.6. Введення аналогової інформації в ПТК САР.

Введення аналогової інформації в ПТК САР ТВ здійснюється уніфікованими сигналами постійного струму від 0мА до +5мА, від 4мА до 20мА (програмний вибір діапазону).

Межі приведеної основної похибки перетворення вхідних аналогових сигналів, що припускається, в цифровий код при температурі навколишнього середовища (20±5) ºС з припустимою вірогідністю 0,95 складають ± 0,2 %.

Вхідні опори приймачів аналогових сигналів:

- не більше 0,5 кОм - для сигналів постійного струму від 0 мА до

5 мА;

- не більше 0,25 кОм - для сигналів постійного струму від 4мА до 20 мА.

На рис. 5.2. представлена структурна схема введення аналогових сигналів.

Рис. 5.2. Структурна схема введення аналогових сигналів.

5.1.7. Вивід дискретної інформації в ПТК САР.

Виведення дискретної інформації з ПТК САР ТВ здійснюється:

безконтактними ключами з комутуючою здатністю 60В, 0,3А. Падіння напруги на відкритому ключі при струмі навантаження 300 мА - не більше 4 В. Струм витоку закритого ключа при напрузі 60 В - не більше 0,1 мА.
- безконтактними ключами з комутуючою здатністю від 185 до 242 В, комутуючий струм: не більше 1 А (без обмеження тривалості), понад 1А до 3 А (у течію не менше 1 с). Падіння напруги на відкритому ключі при струмі навантаження 3 А - не більше 8 В. Струм витоку закритого ключа при напрузі 242 В - не більше 1 мА.

Для обтікання струмом «сухих контактів» вихідних дискретних сигналів для комутації постійної напруги, а також для формування вхідних дискретних сигналів напруги постійного струму допускається використовувати джерело живлення, що входить до складу шафи ШУ і має наступні параметри:

вихідна напруга - (24±4,8) В;
- коефіцієнт пульсацій (подвійна амплітуда) - не більше 5 %;
- максимальна потужність навантаження - 200 Вт.

У ПТК САР ТВ забезпечується гальванічна розв'язка вхідних і вихідних електричних сигналів. Міцність ізоляції:

500В для сигналів з амплітудним значенням до 60В;
- 1500В для сигналів з амплітудним значенням більше 220В.

5.1.8. Будова і робота операторської панелі НМI-445s.

Панель індикації встановлена на дверях шафи ШУ, сполучена з мікроконтролером МК-187 інтерфейсом RS-232 і живиться від джерела 24 В шафи.

Панель індикації призначена для отримання інформації про роботу МК-187 без порушення виконання його основних функцій.

Операторська панель має знакосинтезуючий рідкокристалічний індикатор (РКІ) 4 рядки по 20 символів з світлодіодним підсвічуванням, висота символів 4,75 мм, плівкова мембранна клавіатура з 20 клавіш (4 рядки по 5 клавіш).

Зовнішній вигляд пульта приведений на рис. 5.3.:

Рис. 5.3. Зовнішній вигляд багатофункціонального пульта оператора НМI-445s

HMI-445s має наступні технічні характеристики:

знакосинтезуючий LCD індикатор 4 рядки по 20 символів з світлодіодним підсвічуванням, висота символів 4.75 мм;
зовнішній інтерфейс: RS-232;
швидкість обміну: 300.,115200 бод (базовий варіант - 9600 бод);
кодова таблиця: CP866 (DOS);
клавіатура: плівкова мембранна з 20 клавіш (4 рядки по 5 клавіш);
живлення: 10...30В (номінальне +24В (+-10%);
струм споживання: 50мA (без підсвічування), 600мA (з підсвічуванням);
температура (робоча/зберігання): -20….+60°С/-30….+70°С;
вологість: 0.90%;
матеріал корпусу: алюміній.

На алфавітно-цифровий рідкокристалічний LCD дисплей здійснюється виведення текстової інформації латинськими і російськими символами, використовуючи таблицю кодування CP866.

Введення інформації здійснюється за допомогою плівкової мембранної клавіатури. Виведення інформації здійснюється на алфавітно-цифровий LCD дисплей.

Функціональне призначення клавіатури пульта:

F1 - завдання «режиму 1».

F2 - завдання «режиму 2»;

F3 - завдання «режиму 3»;

F4 - резерв;

«Режим» - перемикання формату відображення аналогових значень для режиму 1;

«Меню» - включення/відключення дисплея;

1..9 - цифрові клавіші введення;

Х - клавіша видалення набраного останнього символу;

↑↓ - управління положенням курсора;

Enter - ознака кінця командного рядка;

У системі передбачені наступні режими роботи:

режим 1 (F1). Режим монітора - відображення значень і станів всіх вхідних і вихідних сигналів заданого субблоку;
режим 2 (F2). Режим відображення статусу (діагностика шафи управління МК-187);
режим 3 (F3). Режим відображення дампу діагностичного масиву.

5.2. Опис технічних засобів автоматизації регуляторів

5.2.1. Первинні вимірювальні перетворювачі.

Вимірювальний перетворювач тиску типу «Сафір 22ДД».

Перетворювач Сафір 22ДД призначений для безперервного перетворення значення вимірюваного параметра (рівня) в уніфікований струмовий сигнал 4-20 мА.

Перетворювач Сафір 22ДД (рис. 5.4.) використовується для роботи в системах автоматичного контролю, регулювання і управління технологічними процесами і для забезпечення неперервного перетворення значення вимірюваного параметру - рівня в ДП в уніфікований токовий сигнал дистанційної передачі.

Рис. 5.4. Зовнішній вигляд ПВ різниці тиску типу "Сафір ДД”:

1 – кронштейн; 2 – тензоперетворювач; 3,6 – запірні вентилі; 4,5 –запобіжні ніпелі; 7 – штуцер для підведення проводів; 8 – клема “Земля”.

Перетворювач складається із вимірювального блоку і електронного пристрою.

Вимірювальний параметр подається в камеру вимірювального блоку і лінійно перетворюється в деформацію чутливого елемента і зміну електричного опору тензоопорів тензоперетворювача, розташованого в вимірюючому блоці.

Електронний пристрій перетворювача перетворює цю зміну опору в токовий вихідний сигнал.

Чутливим елементом тензоперетворювача є пластина із монокристалічного сапфіра з кремнієвими плівчастими тензорезисторами (структура КНС), міцно з’єднана з металевою мембраною тензоперетворювача.

Склад і робота складових частин:

Схема перетворювача «Сафір» моделі 2530 показана на рис. 5.5.

Рис. 5.5. Схема перетворювача «Сафір» моделі 2530

1 –електронний перетворювач; 2 – гермовивід; 3 –ущільнююча прокладка; 4 – мембранний тензоперетворювач; 5 – важіль тензоперетворювача; 6 - центральний шток; 7 – камера; 8 – мембрана; 9 – основа; 10 – фланець; 11 – кришка; 12 – порожнина; 13 – тяга; 14 – мембрана; 15 – порожнина.

В датчиках розрідження, вакуум створюється в камері 12, а камера 7 з’єднана з атмосферою.

В датчиках тиску і тиску-розрідження, камера 12 з’єднана з атмосферою, а вимірюючий тиск подається в камеру 7.

Тензоперетворювач 4 мембрано-важільного типу, розміщений всередині основи 9 і відділений від вимірюючого середовища металічною гофрованою мембраною 8.

Мембрани 8 і 14 по зовнішньому контуру приварені до основи 9 і з’єднані між собою центральним штоком 6, який зв’язаний з кінцем важіля тензоперетворювача 5 з допомогою тяги 13. Вимірюючий тиск подається в камеру 7; порожнина 12 вакуумована і герметизована.

Фланець 10 ущільнений з допомогою прокладки 3.

Вплив вимірюваного тиску викликає прогин мембрани 8, вигин мембрани тензоперетворювача 4 і зміну опору тензорезисторів. Електричний сигнал від тензоперетворювача передається з вимірювального блоку в електронний пристрій 1 по проводам через гермовивід 2.

Блок живлення “Сафір” БП2-36.

Блоки живлення “Сафір” БП2 призначені для живлення стабілізованою напругою постійного струму 24V або 36V датчиків тиску, температури й інших приладів.

Технічні характеристики:

номінальна вихідна напруга-24;36В постійного струму;
напруга живлення-змінна від 100 до 250В частотою 50 Гц;
максимальний струм навантаження-45 мА;
струм спрацювання захисту-від 60 до 65 мА;
споживана потужність-5ВА,не більше;
клас стабілізації вихідної напруги-0.1.

Принцип дії блоку заснований на подвійному перетворенні живильної напруги в необхідну вихідну стабілізовану напругу.

Блок має один вихідний канал, гальванічно розв'язаний з напругою живлення.

У блоці передбачена світлова сигналізація зеленого кольору про включений стан і червоного кольору про спрацьовування захисту від перевантаження й короткого замикання.

У нормальному режимі роботи блоку горить один із трьох зелених світлодіодів в залежності від струму навантаження.

У випадку підключення до блоку датчика з вихідним сигналом 4-20 мА дана сигналізація показує:

“ 0 -3,5 мА” - датчик відключений або обрив лінії зв'язку;
“ 3,5 - 25 мА” - датчик працює нормально;
“ > 25 ма” - датчик несправний або підключене додаткове навантаження;

При спрацьовуванні захисту гасне зелений і загоряється червоний светлодіод.

5.2.2. Апаратура комплексу «Каскад-2».

Підсилювач тиристорний трипозиційний У23.

Підсилювач тиристорний трипозиційний У23 здійснює посилення потужності й перетворення вхідних сигналів постійного струму (24В) у керуючу асинхронним двигуном трифазну напругу 380В з прямою або реверсивною послідовністю фаз, а також формує постійний струм на виході для гальмування двигуна.

Підсилювач тиристорний трипозиційний У23 здійснює:

заборону на пуск електродвигуна виконавчого механізму;
сигналізацію про перевантаження електродвигуна виконавчого механізму;
періодичне відключення електродвигуна виконавчого механізму при перевантаженні;
захист електродвигуна виконавчого механізму від миттєвого реверса.

Блок регулюючий аналоговий з імпульсним вихідним сигналом (Р27).

Блок Р27 виконує наступні функції:

підсумовування уніфікованих вхідних сигналів постійного струму;
введення інформації про задане значення регульованої величини, формування й посилення сигналу відхилення регульованої величини від заданого значення;
формування вихідного імпульсного електричного сигналу для впливу на керований процес відповідно до одного з наступних законів регулювання:

пропорційним (П) разом з датчиком виконавчого механізму;
пропорційно-інтегральним (ПІ) разом з виконавчим механізмом;
інтегрально-диференціальним (ПІД) разом з виконавчим механізмом;

масштабування вхідних сигналів;
демпфірування сигналу відхилення;
гальванічний поділ вхідних ланцюгів друг від друга, а також вихідних ланцюгів від вхідних;
світлову індикацію вихідного імпульсного сигналу;

введення заборони на керування навантаженням.

Блок динамічних перетворень Д05.

Блок динамічних перетворень виконує наступні функції:

перетворення аналогових вхідних сигналів по диференціальному (Д), пропорційному (П) або аперіодичному (А) закону;
перетворення вхідних сигналів по інтегральному (І) законі;
демпфірування аналогових вхідних сигналів при виконанні функції диференціального перетворення;
гальванічний поділ аналогових вхідних сигналів постійного струму по кожному із двох вхідних сигналів;
підсумовування й масштабування аналогових вхідних сигналів постійного струму.

Блок прийому й розмноження струмових сигналів (ПСРТ).

Блок прийому й розмноження струмових сигналів ПСРТ-125 призначений для прийому й перетворення по двох каналах сигналів напруги або струму і видачі прийнятої інформації в будь-якому порядку в шість каналів перетворення струму або напруги, і обміну інформацією.

5.2.3. Засоби УКТЗ.

Всі блоки виконані поміхостійкого виконання з вбудованою функцією діагностування. Блок БГРТ встановлюється в шафу РТ (розподілення токових сигналів), решта блоків встановлюється в базову шафу УКТЗ. В кожній шафі знаходиться блок БСК1-ДПИ, який опитує шафу з певним інтервалом часу і видає інформацію на ЖК дисплей або на робочу станцію. При одержанні інформації про несправності блоку обслуговуючий персонал повинен замінити несправний блок на справний.

Кожен блок забезпечує видачу діагностичної інформації:

номер місця блоку в шафі;

тип блоку;

номер блоку;

час наробітки блоку;

стан прапорців діагностики;

інформація про проходження тестування;

Програма для функціонування технічних засобів діагностики введена в блок на етапі виготовлення й не може бути змінена в процесі експлуатації.

Програмно-технічні засоби діагностики блоку забезпечують контроль основних елементів й основних функцій блоку.

Світіння світлодіода “РОБ” на лицьовій панелі блоку свідчить про позитивний результат тестування основних елементів і функцій блоку. Миготіння цього діода свідчить про наявність несправності в логічній структурі, а відсутність світіння - про наявність несправності в системі діагностики блоку. При відсутності зв'язку із блоком, на інформаційній сторінці 4 у рядку блок видається мерехтливе табло “НЕ ВІДПОВІДАЄ”, а в четвертому рядку – “???????? ????????”.

Через контакти блоку Б22, А22 діагностична інформація надходить у блок БСК1.

Передача діагностичної інформації (постійне циклічне опитування блоку) здійснюється по цифровому каналу зв'язку за допомогою інтерфейсу RS485 через контакти А27, Б22.

Інформація про працездатність блоку відображається на дисплеї БСК1.

В базовій шафі для блоків передбачена всередині блокова комутація А2-Б2, призначена для контролю наявності блоку в шафі. При вилученні блоку із шафи або спрацьовуванні системи діагностики (на несправність) розривається цей ланцюг і загоряється світлодіод (“КОНТР”) на лицьовій панелі блоку БКП-ДПИ й індикатор “НЕСПРАВНІСТЬ ЖИВЛЕННЯ” на лицьовій стороні шафи, а так само формується визивний сигнал операторові БЩУ.

При спрацьовуванні ключа А2-Б2 відбувається розрив ланцюга контролю наявності блоку в шафі й через БКП формується визивний сигнал. Спрацьовування ключа спричиняє спрацьовування діагностики відповідного блоку базової шафи.

Блок БГРТ.

Блок БГРТ призначений для гальванічної розв'язки й формування шести ідентичних вихідних сигналів із вхідного струмового сигналу.

Вхідний сигнал 0 – 5 ма (4 –20 ма) надходить на вхідні контакти блоку й перетворюється в цифрову форму дванадцяти розрядним аналогоцифровим перетворювачем (АЦП) і через вузол гальванічної розв'язки й контролер блоку, де відбувається обробка сигналу. З виходу контролера сигнал надходить на шість цифроаналогових перетворювачів (ЦАП), які управляють генераторами струму. З генератора струму сигнал надходить на вихідні контакти блоку. У випадку наявності несправності в блоці на контакті А2 блоку виникає сигнал “НЕСПРАВНІСТЬ”.

Блок БВР.

Блок БВР-ДПИ (далі блок БВР) - блок включення регулятора виконує функції керування комутацією ланцюгів керування виконавчого механізму регулювального органу за допомогою видачі команд на блоки БУК - БКЛ.

Блок БУК.

Блок керування клапаном БУК призначений для включення й зупинки електропривода клапана.

БУК забезпечує:

пуск електроприводу клапана з крайніх і проміжних положень;
- зупинку клапана досягши будь-якого з крайніх положень;
  - видачу команд «Відкрити», «Закрити».

Блок має лицьову панель для розміщення приладів управління і сигналізації. Забезпечена взаємозамінність блоків без видачі помилкових команд і сигналів. Схема блоку виконана так, щоб обрив на будь-якому вході відповідав «0» інформації.

Параметри сигналів блоку:

Вхідні сигнали:
- потенційний сигнал напруги постійного струму від плюс 19 В до плюс 26,4 В - наявність інформації;
- потенційний сигнал напруги постійного струму від 0 В до плюс 1,5 В - відсутність інформації;
- дискретний сигнал “1” від плюс 10 В до плюс 15,75 В;
- дискретний сигнал “0” від 0 В до плюс 4 В;
Вихідні сигнали:
- дискретний сигнал “1” від плюс 10 В до плюс 15,75 В;
- дискретний сигнал “0” від 0 В до плюс 3 В;
- залишкова напруга при сумарному струму 0,26 А не більше 2 В - наявність інформації;
- напруга постійного струму від 19,2 В до плюс 26,4 В, при струмі витоку не більше 0,75 А - відсутність інформації.

Інформація про положення клапана поступає від кінцевих і путніх вимикачів рівнем 24 В на гальванічно розділені входи.

Для обробки вхідних сигналів використовується мікроконтролер.

Блок БКЛ2.

Блок БКЛ2 (блок ключів) являє собою шестиканальний комутатор, призначений для комутації вихідних ланцюгів змінного струму напругою 220 В з гальванічним поділом ланцюгів керування від силових ланцюгів.

Блок БГР.

Блок гальванічного поділу ланцюгів БГР призначений для гальванічного поділу ланцюгів, введення й виводу захистів і блокувань оператором, формування імпульсу тривалістю від 0,5 до 2,0 с.

Блок БПН2.

Блок БПН2 призначений для перетворення 6 каналів напруги +24В в напругу +15В з використанням всередині шафи УКТЗ, а також 3 каналів логічного перетворення по "2І" у вихідний рівень +24В. Команди подаються на входи з гальванічним поділом і на входи без гальванічного поділу. На входах без гальванічного поділу вимір виробляється відносно ЭN шафи, а на входах з гальванічним поділом безпосередньо на клемах ХТ.

Робота блоку:

Блок призначений для перетворення 6 каналів напруги +24В в напругу +15В з використанням усередині шафи УКТЗ, а також 3 каналів логічного перетворення по "2І" у вихідний рівень +24В. Команди подаються на входи з гальванічним поділом і на входи без гальванічного поділу. На входах без гальванічного поділу вимір виробляється відносно ЭN шафи, а на входах з гальванічним поділом безпосередньо на клемах ХТ.

Розглянемо роботу одного з каналів перетворення сигналу рівнем 24В в сигнал рівнем 15В.

Команда рівнем +24В надходить на вхід з гальванічним поділом і подається на логічний елемент "2АБО". При наявності на кожному із входів команди логічний елемент видає команду логічної "1" на вихідні ланцюги, що формують рівень +15В, з одночасною індикацією світлодіодом на лицьовій панелі блоку.

При роботі каналу логічного перетворення по "І" необхідна наявність двох команд на входах. Тоді на вихідних контактах сформується рівень 0 В і комутує підключений ланцюг схеми з рівнем +24В виданим з даної шафи УКТЗ, де встановлений блок БПН2 (крім того аналогічна команда формується сигналом рівним +15В). Вихідні команди рівнем +24В формуються на виходах блоку Б27, Б26, А25, Б25, А7, А8, а рівнем +15В на виходах блоку А15, А11, Б14. Індикація спрацьовування даних трьох каналів відсутня. Вимір даних вихідних напруг по полях ХВ виробляється відносно ЭN базової шафи.

Блок БЛВ1.

Блок БЛВ1 призначений для формування сигналу з регульованою затримкою часу.

Блок БЛВ - логічного часу призначений для формування сигналу з регульованою затримкою часу між входом і виходом у діапазоні від 0,1 до 11 с.

Блоки БФС.

Блок фіксації спрацьовування БФС призначений для фіксації спрацьовування захистів і видачі аварійного сигналу на БЩУ (РЩУ). Блок містить 4 ідентичних канали.

5.2.4. Блок ручного управління.

У схемах АСР блоку застосовані наступні органи контролю і управління:

перемикач управління - призначений для перемикання виду управління (автоматичне, дистанційне);
ключ управління - для дистанційного керування регулюючим органом;
покажчик положення ПП - для контролю положення регулюючого органу, який через нормуючий перетворювач приєднаний до наявного у виконавчому механізмі ВП переміщення.

Всі ці органи можуть об'єднуватися в блоці ручного управління БРУ-32 в якому є перемикач управління, кнопки "БІЛЬШЕ" і "МЕНШЕ" дистанційного керування і індикаторні лампочки для контролю за роботою регуляторів, а також покажчик положення.

Блоки ручного управління (БРУ) призначені для перемикання ланцюгів управління виконавчими пристроями і індикації положення ланцюгів управління (рис. 5.6.).

Рис. 5.6. Блок ручного управління БРУ-32.

БРУ-32 виконує наступні функції:

ручне перемикання з автоматичного режиму управління на ручне (дистанційне) і назад;
кнопкове управління виконавчими механізмами;
індикацію положення виконавчого механізму;
світлову індикацію видачі команд, що управляють, регулюючим блоком.

5.2.5. Перетворювач Teleperm.

Перетворювач Teleperm - це перетворювач переміщення виконавчого механізму в пропорційний сигнал електричного струму.

Електропривід Siеmens як датчик положення має потенціометри й при переміщенні регулювального органа пропорційно переміщенню змінюється опір потенціометра. Ці зміни й перетворюються у вимірювальному перетворювачі Teleperm, який у вигляді струмового сигналу передає положення арматур у відсотках на покажчик положення.

Вимірювальний канал положення містить у собі:

потенціометр;
вимірювальний перетворювач;
покажчик положення.

Місце встановлення вимірювальних перетворювачів – панелі регуляторів.

Місце встановлення покажчика положення - панелі БЩУ й РЩУ.

Потенціометр являє собою змінний резистор з повним опором 100 Ом, установленим на виконавчому механізмі, вісь рухливого контакту механічно зв'язана з основним редуктором виконавчого механізму. Потенціометр має три контакти, до яких по трьохпровідній схемі підключений канал виміру. Як покажчики положення регулюючих арматур застосовуються блоки ручного керування БРУ-32, міліамперметри М1001М-6, шкали яких представлені у відсотках у межах від 0% до 100%.

Вимірювальний перетворювач Teleperm перетворить сигнал потенціометра у вихідний сигнал постійного струму 0÷5 мА, лінійно пропорційній зміні опору потенціометра.

5.2.6. Виконавчий механізм фірми Siеmens.

Електропривід Siеmens разом із запірною і регулюючою арматурами встановлюється на трубопроводах, розташованих у контрольованій зоні.

Технічні характеристики:

що номінальний крутить момент на вихідному валу - 250 Н·м;
номінальний час повного ходу вихідного валу - 25 с;
номінальний повний хід вихідного валу - 0,25 про.;
напруга живлення при частоті 50 Гц - 220/380 В.

Електропривод дозволяє здійснювати:

відкриття й закриття проходу арматури з пульта керування й зупинку арматури в будь-якому проміжному положенні;
відключення муфтою граничного моменту при досягненні запірним пристроєм арматури крайніх положень і при аварійному заїданні рухливих частин у процесі ходу на відкриття або закриття;
відключення електродвигуна кінцевими вимикачами при досягненні запірним пристроєм арматури крайніх положень й їхню сигналізацію на пульті керування;
електричне блокування з роботою інших механізмів й агрегатів;
регулювання величини крутного моменту в межах, зазначеного в паспорті заводу-виготовлювача;
місцева вказівка крайніх положень арматури;
дистанційне повідомлення положення арматури на пульт керування за допомогою реостатного датчика.

Електропривод складається з наступних основних вузлів:

електродвигуна асинхронного трифазного;
редуктора;
коробки електричних затискачів;
коробки розподільного й сигнального пристроїв.

В електроприводах цього типу необхідно:

настроїти кінцеві вимикачі крайніх положень і сигналізації запірного пристрою;
проконтролювати правильність настроювання вимикачів муфт обмеження крутного моменту й при їхній необхідності відрегулювати їх;
настроїти механічний покажчик положення;
настроїти реостатний покажчик положення.

Електропривод регулюючих арматур Siеmens як датчик положення мають потенціометри. При переміщенні регулювального органа пропорційно переміщенню змінюється опір потенціометра. Ці зміни перетворюють у вимірювальних перетворювачах й у вигляді струмового сигналу надходять на покажчик положення, що вказує у відсотках положення регулювального органа.

5.2.7. Інші складові схеми.

Пускач безконтактний реверсивний ПБР-2М призначений для управління електричним виконавчим механізмом з однофазним конденсаторним електродвигуном.

Технічні дані:

Живлення здійснюється від однофазної мережі змінного струму 220В, частотою 50Гц;
Вхідні сигнали:

логічна «1» 24 В - 32В;
·логічний «0» 0 В - 2В;

Вхідний опір не менше 750 Ом;
Максимальний комутований струм - 4А;
Споживана потужність - 10ВА.

Блок БСПТ-10 призначений для установки в електричні виконавчі механізми з метою перетворення положення вихідного органу механізму в пропорційний електричний сигнал і сигналізації або блокування в крайніх або проміжних положеннях вихідного органу.

До складу блоку входить блок живлення БП-10 і блок датчика БД- 10.

Блок датчика призначений для експлуатації під кришкою механізму виконань У2 або Т2.

Технічні дані:

Параметри живлення - однофазна мережа змінного струму 220 В або 230 В або 240 В частотою (50±1) Гц; Потужність, споживана від мережі, не більше 9 ВА.
Вхідний сигнал блоку - кут повороту валу блоку в діапазоні (090)° або (0225)°.
Вихідний сигнал блоку постійний струм 05 мА при опорі навантаження до 2,5 кОм або 420 мА або 020 мА при опорі навантаження до 1 кОм. Амплітудне значення пульсації вихідного сигналу до 1 %.
Нелінійність блоку до 2,5 % від максимального значення вихідного сигналу.
Варіація вихідного сигналу до 1,4 % від максимального значення вихідного сигналу.

Побудована на основі вищенаведених блоків електрична принципова схема регулятора рівня в ДП ТКС13 наведена на листі 6.

Розділ 6

Комплексна автоматизація

Комплексна автоматизація системи керування процесом регулювання рівня води в деаераторі підживлення першого контуру на Рівненській АЕС побудована на основі ПТК САР. Оскільки інформація, що стосується програмного забезпечення є закритою і всі програми по представленні даних оператору написані для систем в цілому (тобто для системи продування-підживлення), неможливо навести фрагмент даної мнемосхеми або розробити на основі програмного забезпечення автоматизацію технологічного процесу. Тому, для реалізації представлення даних оператору використаємо одну з найбільш розповсюджених в СНД SCADA cистему – TRACE MODE (ТРЕЙС МОУД) курс якої викладався в об’ємі даної спеціальносі.

6.1. Загальні відомості про TRACE MODE

TRACE MODE призначена для розробки великих розподілених АСКТП широкого призначення. Ця система створена в 1992 році фірмою AdAstra Research Group Ltd.(Росія) і в наш час має дуже широке застосування. Системи які розроблені на базі ТРЕЙС МОУД працюють в енергетиці, металургії, нафтовій, газовій, хімічній і іншій галузях промисловості та у комунальному господарстві. По числу впроваджень ТРЕЙС МОУД значно випереджає закордонні пакети подібного класу.

ТРЕЙС МОУД - заснована на інноваційних, що не мають аналогів, технологіях. Серед них: розробка розподіленої АСУТП як єдиного проекту, автопобудова, оригінальні алгоритми обробки сигналів і керування, об'ємна векторна графіка мнемосхем, єдиний мережевий час. ТРЕЙС МОУД - це перша інтегрована SCADA- і softlogic-система, що підтримує наскрізне програмування операторських станцій і контролерів за допомогою єдиного інструменту.

Основними характеристиками ТРЕЙС МОУД являються наступні:

- Модульна структура - від 128 до 64000х16 I/O;

- Кількість тегів необмежена;

- Мінімальний цикл системи рівний 0.001 с;

- Відкритий формат драйвера для зв'язку з будь-яким УСО;

- Відкритість для програмування (Visual Basic, Visual C++ і т.д.);

- Вбудовані бібліотеки з більш ніж 150 алгоритмами обробки даних і керування в т.ч. фільтрація, PID, PDD, нечітке, адаптивне, позиційне регулювання, ШІМ, керування пристроями (клапан, засувка, привод і т.д.), статистичні функції і довільні алгоритми;

- Засоби програмування контролерів і АРМ на основі міжнародного стандарту IEC 1131-3;

- Більш ніж 200 типів форм графічного відображення інформації в т.ч. тренди, мультиплікація на основі растрових і векторних зображень, Active;

- Мережа на основі Netbios, NetBEUI, IPX/SPX, TCP/IP;

- Автопобудова проекту і ін.

6.2. Розробка проекту АСКТП в TRACE MODE

В автоматизованій системі, розробленій в TRACE MODE, присутній основний параметр, яким управляє АСК – це рівень води в ДП за допомогою зміни витрати на вводі та виводі з деаератора. Відповідно розробимо таку структуру системи, яка б забезпечила якісне керування цим параметром технологічного процесу.

Для управління рівнем, необхідно застосувати вхідний канал з інформацією про значення рівня в ДП та вихідні канали керування. Сигнал отриманий з первинного вимірювального перетворювача нормується і подається на вхід регулятора. Вихідний канал керування використовується для керування витратою. При допомозі пристроїв зв’язку та перетворювачів сигналів, сигнал по вихідному каналу потрапляє на виконавчий механізм, який безпосередньо здійснює керуючу дію, впливаючи на регулюючий орган. У нашому випадку, це є регулюючий клапан. Зміна витрати здійснюється шляхом зміни прохідного отвору в регулюючому клапані.

Регулювання рівня здійснюється в трьох режимах роботи деаератора: режим заповнення (клапан ТКС14), нормальний режим роботи (клапан ТКС13) і режим борного регулювання (клапан ТКС20). При ввімкнені одного з трьох регуляторів, підтримується відповідний рівень в ДП.

Регулювання значення рівня в деаераторі підживлення здійснюється шляхом зміни подачі середовища (дистиляту або борвмісної води) в деаератор ТК10В01. З давача рівня надходить сигнал про дійсне його

Вхідні канали

Вихідні канали

Рис. 6.1. Структура обробки даних у вхідних та вихідних каналах.

значення на модуль аналогового вводу, а далі на контролер і АРМ, де і обробляється. В результаті обробки формується сигнал керуючої дії, який через модуль аналогового виходу та перетворювач надходить на виконавчий механізм, який приводить в дію регулюючий клапан, що змінює свій прохідний отвір і таким чином змінює витрату середовища.

Таким чином структура обробки даних у каналах має вигляд, представлений на рис. 6.1.

6.2.1. Редактор бази каналів Trace Mode.

Для розробки математичної структури проектованої системи використовується Редактор бази каналів Trace Mode.

У Редакторі бази каналів створюється математична основа системи керування: описуються конфігурації всіх робочих станцій, контролерів і УСО, використовуваних у системі керування, набудовуються інформаційні потоки між ними. Тут же описуються вхідні і вихідні сигнали і їхній зв'язок із пристроями збору даних і керування. У цьому редакторі задаються періоди опитування чи формування сигналів, набудовуються закони первинної обробки і керування, технологічні границі, структура математичної обробки даних. Тут установлюється, які дані, і при яких умовах зберігати в різних архівах, набудовується мережний обмін, описуються задачі керування архівами, документуванням, корекції тимчасових характеристик системи керування, а також зважуються деякі інші задачі.

Для реалізації проекту автоматизації рівня в деаераторі у редакторі бази каналів Trace Mode створимо 2 вузли:

ARM – автоматизоване робоче місце;
Kontroler– вузол керування (контролер).

Головне вікно редактора бази каналів при цьому набуде вигляду, показаного на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Вигляд вікна редактора бази каналів із створеними вузлами проекту.

Проаналізувавши кількість вхідних та вихідних параметрів проектованої системи автоматизації, та передбачивши декілька додаткових каналів, підключимо до контролера два модулі аналогового вводу І-7017 та один модуль аналогового виводу І-7024. Набір підключених модулів відображає рис. 6.3.

Рис. 6.3. Набір підключених до контролера модулів.

В об’єкті Kontroler вузла АRМ містяться всі канали, які описані в об’єктах вузла Kontroler (тобто в модулях вводу/виводу), і в налаштуваннях яких поставлено прапорець в полі Доступ.

6.2.2. Розробка FBD-програм.

Для реалізації самого власне регулювання параметрів процесу та для зв’язку вхідних каналів з вихідними необхідно ще в редакторі бази каналів створити відповідні програми на одній із 5 стандартних мов. Розглянемо деякі програми, що стосуються управління роботою деаератора, створені на мові FBD-блоків.

FBD-програма для стабілізації рівня води в деаераторі та управління клапанами на трубопроводах подачі води до/від деаератора (рис. 6.4.).

Рис. 6.4. Програма для стабілізації рівня води в деаераторі та управління клапанами на трубопроводах подачі води.

Приведена FBD-програма складається із двох частин. Перший і п’ятий рядок блоків програми емулюють коливання витрати води в деаераторі; другий - четвертий рядки блоків представляють собою власне регулювання з PID-регулятором, на виході якого формується керуючий сигнал.

Програма для регулювання витрати підживлюючої води при введені бору (рис. 6.5.).

Рис. 6.5. Програма для регулювання витрати підживлюючої води при введені бору.

Дана програма сумує потоки води що надходять в деаератор і посилає вихідний керуючий сигнал.

Програма для сигналізації досягнення величини рівня 1750 мм (при роботі від регулятора ТКС13) та 2100 мм (для регуляторів ТКС14,20) (рис. 6.6.).

Рис. 6.6. Програма сигналізації рівня в деаераторі.

Програма для емуляції зміни тиску в деаераторі (рис. 6.2.7).

Рис. 6.7. Програма для емуляції зміни тиску в деаераторі.

Програма для емуляції зміни температур пари з 2-го контуру та підживлюючої води (рис. 6.8.).

Рис. 6.8. Програма емуляціїя змін температури пари і підживлюючої води

Програма для емуляції зміни температури води в деаераторі (рис. 6.9.).

Рис. 6.9. Програма емуляції зміни температури в деаераторі

В проекті також наявні й простіші FBD-програми, призначені для здійснення сигналізації при виході значень контрольованих параметрів за допустимі межі, але через просту й малоблокову структуру програм вони не приводяться.

6.2.3. Відображення ходу технологічного процесу регулювання рівня у редакторі представлення даних.

У редакторі представлення даних розробляється графічна частина проекту системи керування. При цьому створюється статичний малюнок технологічного об'єкта, а потім поверх нього розміщаються динамічні форми відображення і керування. Серед цих форм в проекті присутні графіки, кнопки переходу до інших графічних фрагментів і т.д.

Усі форми відображення інформації, керування й анімаційні ефекти зв'язуються з інформаційною структурою, розробленою в редакторі бази каналів.

Графічна частина проекту складається із двох основних екранів та трьох допоміжних.

Основні екрани:

технологічна схема процесу регулювання рівня в деаераторі підживлення (див. лист 7);
вигляд деаератора (див. лист 7).

Допоміжні екрани:

тренд зміни рівня води в деаераторі і тренди зміни керуючого сигналу в режимі заповнення, нормальної роботи і борного регулювання;
тренд зміни температури води в деаераторі;
тренд зміни тиску в деаераторі.

Як видно з листа 7, екран містить технологічну схему процесу регулювання рівня із зображенням різних технологічних об’єктів, наявні ТЗА, кнопки переходу на інші екрани та ін.

Розділ 7

Охорона праці

7.1. Організація охорони праці на РАЕС

Загальне керівництво по охороні праці покладається на керівника - директори АЕС, а безпосередню організацію роботи по охороні праці здійснює головний інженер АЕС. У цехах, відділах, лабораторіях безпосередню організацію робіт по охороні праці здійснюють начальники цехів, відділів і лабораторій і несуть персональну відповідальність за стан роботи по охороні праці.

На кожній АЕС відповідно до Закону України про охорону праці розробляються «Положення про систему управління охороною праці і техніку безпеки на АЕС».

Дія «Положення...» розповсюджуються на всі підрозділи АЕС і базуються на основних принципах державної політики в області охорони праці:

пріоритеті життя і здоров'я працівників по відношенню до результатів виробничої діяльності АЕС;
повній відповідальності керівників за створення безпечних і нешкідливих умов праці;
соціального захисту працівників, повного відшкодування збитку особам, потерпілим від нещасних випадків на виробництві;
використання економічних методів управління охороною праці, що сприяє створенню безпечних і нешкідливих умов праці;
створення умов праці на робочих місцях в повній| відповідності з вимогами.
Допуск до роботи осіб, що не пройшли навчання і перевірку знань по охороні праці не допускається.

Охорона праці в автоматизації на АЕС

Автоматизація технологічних процесів дозволяє полегшити і зробити більш безпечною роботу персоналу, так як виробничим процесом управляє не оператор, а прилади. Автоматичні пристрої можуть контролювати процес по зміні параметрів; визначати напрямок подальших дій в випадку неспівпадання параметрів, задавати режим роботи споруд по складеній програмі, автоматично відмикати споруди при досягненні гранично допустимих параметрів.

Про хід технологічного процесу, роботу агрегатів, положення запірних пристроїв прилади передають інформацію на пульт управління, а також здійснюють світлову і звукову сигналізацію про досягнення гранично допустимих параметрів процесу або про аварійне відключення апаратури чи обладнання.

Комплексна механізація виробничих процесів, вдосконалення організації й технології будівельних робіт, наукова організація праці й застосування нової техніки - усе це створює реальні передумови для покращення умов праці, підвищення її безпеки, зниження рівня професійних захворювань.

Правила внутрішнього розпорядку мають за мету забезпечити укріплення дисципліни праці, правильну організацію і умови роботи, повне ірраціональне використання робочого часу. Одним з основних напрямків трудового законодавства є здійснення міроприємств по охороні праці і зниження надалі виробничого травматизму.

Основними задачами служби охорони праці є контроль за виконанням законодавства по охороні праці, забезпечення і розробка міроприємств по виконанню безпечних методів і умов роботи працівників і службовців, організація навчання працівників безпечним методам праці і правилам виробничої санітарії.

Інженер по техніці безпеки підпорядковується головному інженерові відповідного підрозділу.

Інженер з охорони праці виконує наступний об’єм робіт:

-розробляє плани міроприємств по покращенню умов праці і промислової санітарії, узгоджує їх з місцевим комітетом профспілки;

-перевіряє виконання в підрозділах інструкцій по техніці безпеки і промсанітарії, законодавства, постанов і розпоряджень з питань охорони праці органів, що стоять вище;

-контролює своєчасне проведення всіх видів інструктажів по техніці безпеки в підрозділах і цехах, слідкує за своєчасним обновленням інструкцій і правил, станом наглядної літератури по техніці безпеки, забезпечує придбання такої літератури;

-бере участь в складанні навчальної програми і в роботі постійно діючих комісій з перевірки знань правил техніки безпеки робітниками і інженерно-технічними працівниками очисних споруд і управлінь;

-бере участь в прийманні споруд і обладнання в експлуатацію;

-перевіряє стан огороджуючих пристроїв, роботу систем по охороні навколишнього середовища, рівні освітлення, допустимих вібрації і шуму на робочих місцях, температуру приміщень;

-контролює наявність і стан спецодягу у працівників, засобів індивідуального захисту, видачу спецхарчування і спостереження затвердженого графіка робочого дня.

Цей об’єм робіт служби охорони праці повинен складати предмет інструктажів і перевірки знань з питань техніки безпеки і виробничої санітарії. Інструктаж і перевірка знань, а також навчання персоналу правилам безпечного ведення робіт проводяться обов’язково в усіх підрозділах незалежно від характеру і степені безпеки виробництва, кваліфікації і стажу працюючих.

Інструктаж і навчання працюючих і інженерно-технічних працівників очисних станцій і управлінь проводяться на основі правил техніки безпеки і виробничої санітарії, діючих в відомчому підрозділі, типових інструкцій з техніки безпеки по професіях і особистого досвіду інженерно-технічних працівників, які проводять інструктаж. Особливу увагу приділяють питанням, обумовленим специфікою робіт конкретного підрозділу.

Навчання персоналу техніки безпеки і правилам виробничої санітарії має наступні форми: ввідний, первинний, щоденний, повторний, позачерговий інструктаж, стажування, курсове навчання.

Вступний інструктаж проводиться з усіма без винятків працівниками при прийманні їх на роботу незалежно від спеціальності і кваліфікації. Інструктаж проводять керівники підрозділів в робочий час у вигляді бесіди по спеціальній програмі, що охоплює питання робочого графіка підприємства, перевірки справності інструментів і машин, вимоги електробезпеки, профілактики виробничого травматизму, гігієни праці і промсанітарії, пожежної безпеки і надання долікарської допомоги.

Інструктаж проводить інженер з охорони праці. Про проведення ввідного інструктажу і перевірку знань роблять записи в журналі реєстрації ввідного інструктажу або в особовій карточці з обов’язковими підписами інструктуємого та інструктуючого.

Первинний інструктаж на робочому місці проводиться з робітниками, що прослухали ввідний інструктаж і з працівниками переведеними з одного робочого місця на інше або з одного виду обладнання на інший. Первинний інструктаж проводить керівник підрозділу з демонструванням обладнання, станків, інструменту, захисних засобів, сигналізації. Програма первинного інструктажу повинна включати питання організації праці, описання технологічних процесів, виробниче призначення даного підрозділу, обов’язки по професії, призначення індивідуальних і чергових засобів захисту. Слід ознайомити працівника з обов’язками перед початком роботи, правилами пуску, випробування, експлуатації і зупинки обладнання, прибирання робочого місця, зберігання інструментів, користування аптечкою.

Після первинного інструктажу робляться відповідні записи в спеціальному журналі, крім того, робиться запис про допуск до роботи.

Повторний (позачерговий) інструктаж заключається в перевірці знань правил техніки безпеки працівниками шляхом усного опитування і бесіди. Позачерговий інструктаж проводиться один раз в шість місяців в випадку зміни технологічного процесу, заміни обладнання, порушення правил техніки безпеки, виявлення недостатнього рівня знань в ході щоденного інструктажу. Дані про повторний інструктаж заносяться в журнал.

При зміні технологічного процесу, заміні або модернізації обладнання, порушенні працюючими правил, використанні неправильних методів праці, а також після нещасного випадку, з працівниками проводиться позаплановий інструктаж. Цей вид інструктажу проводять індивідуально або з групою працівників однієї професії в об’ємі первинного інструктажу на робочому місці.

При виконанні робіт особливої небезпеки проводиться цільовий інструктаж з врахуванням міроприємств по техніці безпеки в наряд-допуск до виконання робіт.

Знання, отримані працівниками при інструктажах перевіряють інженер з охорони праці і майстер цеху. На кожного працюючого оформляють “Контрольний лист проходження інструктажу по охороні праці“, в якому роблять відмітки про кожний інструктаж з обов'язковим підписом особи, що інструктується. Контрольний лист є дозволом до самостійної роботи; він зберігається в відділі кадрів підприємства.

Крім інструктажу працівники підприємств водопостачання і каналізації щорічно проходять курсове навчання і здають екзамени на знання галузевих “Правил техніки безпеки при експлуатації систем водопостачання і водовідведення населених міст”, а також міжгалузевих правил і інструкцій в відповідності з видом виконуваних робіт.

Основні небезпечні і шкідливі фактори на підприємствах водопостачання і каналізації:

-елементи обладнання що рухається (насосного, механізованих решіток, шкребків, мішалок);

-небезпечний рівень напруги в електричному колі;

-понижена температура повітря в виробничих приміщеннях і спорудах;

-підвищена вологість повітря (в насосних станціях, відстійниках);

-підвищений рівень шуму і вібрації;

-недостатня освітленість робочої зони;

-підвищена запиленість повітря в робочій зоні;

Крім вказаних шкідливих і небезпечних факторів на підприємствах водопостачання і каналізації виникає небезпека ураження людей електричним струмом, отруєння при роботі з хімічними речовинами, реактивами.

При експлуатації каналізаційних споруд особливе значення має власна гігієна. Навіть при незначних подряпинах на тілі працівника, що стикається з стічною водою, для уникнення зараження крові його необхідно тимчасово перевести на іншу роботу. Черговий персонал очисних каналізаційних споруд отримує санітарно-гігієнічний одяг, спецвзуття і індивідуальні засоби захисту по встановлених нормах. В приміщеннях для обслуговуючого персоналу необхідно передбачити роздягалки, умивальники, мило, рушник, аптечку.

7.2. Інженерні рішення з охорони праці

Приміщення на АЕС характеризуються великою кількістю електричних приладів, устаткування різної напруги від 12В до 6кВ і більш.

Це пред'являє підвищену увагу до питань електробезпеки.

Технічні і організаційні заходи захисту здійснюються з урахуванням класу приміщення, напруги і призначення електроустановок.

Для забезпечення безпечних умов роботи виконуються наступні технічні захисні заходи: занулення; захисне відключення; застосування малої напруги; захист від небезпеки під час переходу напруги з високого боку на низький; захист від випадкового дотику до струмоведучих частин; застосування електрозахисних засобів і т.д. Будівлі і споруди, а також люди, на АЕС захищаються і від атмосферної електрики громовідводами.

Розрахунок захисного заземлення.

Під захисним заземленням розуміють умисне електричне з’єднання з заземлюючим пристроєм металічних частин обладнання, які можуть опинитися під напругою внаслідок замикання фази на корпус чи з інших причин. Заземлюючий пристрій розташовується за межами ділянки, на якій розміщене обладнання, що заземлюється.

Конструктивними елементами захисного заземлення є заземлювачі (металеві провідники, які знаходяться в землі) і провідники, які з’єднують обладнання з заземлювачем приведено на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Принципова схема захисного заземлення

В даному розділі дипломного проекту необхідно розрахувати заземлюючий пристрій при слідуючих вихідних даних:

контур складається з стальних заземлювачів та полоси, що їх з’єднує;

грунт — з питомим електричним опором = 100 Ом·м;

заземлювачі — вертикальні електроди довжиною lв=2,5м, діаметром d=0,012м, середина яких розміщена на глибині Н=2,05м, а верхні кінці на глибині Н0=0,8м. Заземлювачі з’єднані між собою горизонтальним електродом із стрічки перерізом 40х4мм, або d1=0.5b, d1=0.5*0.04=0.02м, відстань між вертикальними заземлювачами 2l, тобто аb=5м, граничний опір контурного заземлюючого пристрою розтіканню струму Rз=4Ом.

Розрахунок:

Визначаємо опір розтікання струму одиночного вертикального заземлювача (Ом):

Rв= 0,16·p/lв(ln(2·lв/di)+1/2·ln ((4Н +lв)/( 4Н -lв))) (7.1)

Визначаємо розрахунковий опір розтіканню струму горизонтального електроду:

Rг=0,16·р2/l2·ln(l22/(d1Н0) (7.2)

Rг= 0,16·570/40·ln(402/(0,02·0,8))= 26,25(Ом)

Розрахунковий питомий опір грунту р2 при використанні горизонтального електроду довжиною 40м. р2=100·5,7=570 Ом·м.

Орієнтовне число n одинарних електродів по формулі:

n=Rв/[r3]ηв (7.3)

Отже, n=69/4≈18 шт.

де [r3]– допустимий по нормам опір заземлюючого пристрою,

ηв – коефіціент використання вертикальних заземлювачів (для орієнтовного розрахунку ηв приймають рівним 1).

Необхідне число вертикальних заземлювачів

n=69/(4*0,83)=21шт.,

де г, в- коефіцієнти використання, відповідно горизонтальної полоси і вертикальних заземлювачів 0,89 та 0,83.

L2=a b·(n-1)= 2·(21-1)= 40 м

Визначаємо загальний опір розтіканню струму заземлюючого пристрою: R= Rв Rг/(Rв г +Rг в n) (7.4)

R= 69,06·26,25 / (69,06·0,89+26,25·0,83·21)= 3,49 (Ом)

Перевіряємо умову R<Rз. Оскільки 3,49<4, отже для створення захисного контуру ми маємо 21 вертикальних заземлювачів.

Зробимо розрахунок блискавкозахисту цеху. Блискавкозахист - це комплекс захисних пристроїв, призначених для забезпечення безпеки людей, цілісності будинків і споруд, устаткування і матеріалів від ударів блискавки.

Вибір захисту залежить від призначення будинку чи споруди, інтенсивності грозової діяльності в розглянутому районі й очікуваному числі поразок об'єкта блискавкою в рік.

Будинки захищаються від прямих ударів блискавки блискавковідводами. Блискавковідводи складаються з блискавко-прийомників і заземлення. Вони можуть бути окремостоячими або встановлюватися безпосередньо на будинку або на спорудах.

Для обгрунтування доцільності застосування блискавкозахисту розрахуємо ймовірне число ударів блискавки в рік (N), за формулою:

N = (S + 6*hx) (L + 6*hx)*n*10-6 (7.7)

де S - ширина споруди, 8м;

hx - висота об'єкту що захищається, 10м;

L - довжина об'єкту що захищається, 70м;

n - кількість грозових днів в рік, 20.

Тоді N, при заданих значеннях, дорівнює: N = (8 + 60)*(70 + 60) = 1,7.

При N>1 зона захисту має тип "Б" і для об'єкту необхідно розрахувати і застосувати блискавкозахисне обладнання.

По типу блискавкоприйомника їх підрозділяють на стрижневі, тросові і комбіновані. У залежності від числа діючих на одному спорудженні блискавковідводів, їх підрозділяють на одиночні, подвійні і багаторазові. У даному розділі розрахований одиночний стрижневий блискавковідвід, що має зону захисту у вигляді конуса.

Найбільша висота h блискавковідводу не повинна перевищувати 150м.

Співвідношення розмірів зони захисту типу "Б" наступне:

- h0 = 0.92h

-Ro=1.5h

-Rx=1.5[h-(hx/0.92)]

При відомій висоті об'єкта, що захищається – hх (вона дорівнює 10 метрам) розраховується радіус зони захисту на цій висоті Rx за законом подібності трикутників:

(7.8)

Підставляючи в даний вираз відповідні значення одержимо:

Звідси виходить, що Rx = 16м. І тоді повна висота блискавкоприйомника для зони "Б" буде дорівнювати:

h = (Rx+1.63hx)/1.5 = (16+1.63*10)/15 = 21.5 (м) (7.9)

Рис.7.2. Схема розрахунку блискавкозахисту приміщення

1 – блискавкоприймач ; 2 - блискавковідвід; 3 – зона захисту блискавковідвода; 4 - заземлення.

Так як повна довжина будинку дорівнює 70 метрів, то отже на даху будинку будуть розташовуватися два блискавковідводи.

Розглянемо вентиляцію і опалювання на АЕС де, передбачені витяжні для приточування загальнобмінні і місцеві витяжні системи вентиляції. При цьому дотримується принцип роздільного вентилювання приміщень зони строгого режиму і зони вільного режиму. Основним принципом організації вентиляції виробничих приміщень ЗСР є забезпечення спрямованості руху повітряних потоків тільки убік брудніших приміщень. Опалювання приміщень ЗСР передбачається повітря, суміщене з вентиляцією приточування.

Захист від шуму і вібрацій на АЕС. Джерелом виникнення шуму і вібрації є машини, що обертаються, технологічні установки і апарати, в яких відбувається переміщення з великою швидкістю рідин і газів, електротехнічне устаткування із змінними електромагнітними полями. З фізіологічної точки зору шум і вібрація погіршують умови праці, чинять шкідливу дію на організм людини.

Для захисту від шуму застосовуються будівельно-акустичні заходи: звукоізоляція захищаючих конструкцій; звукопоглинальні конструкції і екрани; глушники шуму; правильне планування і забудова. Як засоби індивідуального захисту від шуму застосовуються вкладиші, навушники, шоломи і костюми .

7.3. Вимоги радіаційної безпеки

Забезпечення радіаційної безпеки на АЕС здійснюється відповідно до вимог «Правил радіаційної безпеки при експлуатації атомних станцій», які містять: організаційні заходи при проведенні радіаційно - небезпечних робіт, включаючи роботи по нарядах-допусках, розпорядженням і оперативне обслуговування устаткування в зоні суворо режиму; умови і порядок застосування засобів індивідуального захисту; порядок користування приладами індивідуального дозиметричного контролю і санітарно-гігієнічними пристроями; рекомендації по поведінці персоналу при роботі в зоні суворого режиму і особистій гігієні; основні положення по дезактивації приміщень і устаткування; порядок збору, транспортування і поховання радіоактивних відходів.

Документом, що визначає граничні рівні дії іонізуючих випромінювань на людину, є «Норми радіаційної безпеки». У нім регламентовані категорії опромінюваних осіб, групи критичних органів і основні дозові межі. Персонал, що безпосередньо працює з джерелами іонізуючих випромінювань, відноситься до категорії «А», а особи, які безпосередньо з джерелами іонізуючих випромінювань не працюють, але за умовами розміщення робочих місць можуть піддаватися дії випромінювання, відносяться до категорії «Б».

Для категорії «А» основною дозовою межею встановлена гранично допустима доза ПДД| за рік, а для категорії «Б» - межа дози ПД| за рік.

Основними завданнями забезпечення радіаційної безпеки АЕС є: надійне утримання тих, що утворюються в процесі ділення ядерного палива продуктів ділення; зниження потоку нейтронного і - випромінювання у виробничих приміщеннях АЕС до проектних значень потужності еквівалентної дози.

До засобів індивідуального захисту відносяться: спецодяг повсякденного застосування (комбінезони, костюми, халати, натільна білизна) і короткочасного користування (плівковий спецодяг); засоби індивідуального захисту органів дихання (респіратори, протигази, що ізолюють дихальні апарати, пневмошоломи); ізолюючі костюми; спецвзуття; засоби захисту рук (захисні рукавички, рукавиці); засоби захисту очей і особи (захисні окуляри, щитки-маски); запобіжні пристосування (ручні захоплення і пояси).

7.4. Охорона навколишнього середовища

Найважливішою умовою, що забезпечує охорону навколишнього середовища навколо АЕС є дотримання норм радіаційної безпеки.

Навколо АЕС передбачено створення трикілометрової санітарно-захисної зони, де виключено мешкання людей. Службою радіаційній безпеці здійснюється контроль в цій зоні і зоні спостереження (25-30 км. від АЕС) наступних параметрів:

радіоактивність атмосферних опадів;
забрудненість повітря радіоактивними аерозолями;
доза і потужність дози гамма-випромінювання на місцевості;
радіоактивність ґрунту, рослинності і снігу;
радіоактивність води і донних відкладень;
радіоактивність сільськогосподарської продукції.

Всі будівлі, споруди і територія промплощадки АЕС розділені на дві зони: зону суворого режиму і зону вільного режиму.

Прийняті в проекті устаткування і конструкція, фізичні бар'єри, а також системи безпеки дозволяють зберегти нормальну працездатність реакторної установки в умовах сейсмічних дій за проектом (5 балів) і забезпечити радіаційну безпеку при максимально можливому землетрусі (6-7 балів).

Заходи щодо охорони земельних угідь

З метою охорони земельних угідь (грунти) технологічним проектом передбачаються наступні заходи:

раціональне використання території, що відводиться для промислового будівництва, за рахунок максимального розміщення в територію, а також компактного розміщення об'єктів;
зняття, складування, зберігання і раціональне використання родючого шару грунту і торфу;
рекультивація земельних ділянок, відведених в тимчасове користування при будівництві об'єктів АЕС.

Для запобігання попаданню радіоактивної води у водоймища і у ґрунтові води на АЕС проектом передбачається установка семи систем спецводоочистки. Установки спецводоочистки призначені для очищення радіоактивних середовищ різного солевмісту і ступеня радіоактивності з метою повторного їх використання в циклі станції. Радіоактивний шлак, що утворюється після очищення, прямує в сховищі рідких відходів.

Заходи щодо охорони атмосферного повітря

Для підтримки активності повітря приміщень реакторного відділення в допустимих межах в герметичній оболонці є спеціальна рециркуляційна система очищення повітря від радіоактивних забруднень.

Повітря, що видаляється з герметичних приміщень, перед викидом у вентиляційну трубу блоку проходить очищення.

Викид радіоактивних речовин від АЕС в цілому не перевищує значень викидів, регламентованих “Санітарними правилами проектування АЕС”.

7.5. Пожежна безпека

Основні задачі пожежної безпеки вирішуються в процесі проектування, будування і експлуатації споруд. Вони зводяться до комплексу профілактичних міроприємств, направлених на попередження пожеж, обмеження сфери розповсюдження вогню в випадку загоряння, створення умов для евакуації людей і матеріальних цінностей з будівлі, що горить, а також для дії підрозділів пожежної охорони по гасінню пожеж.

Основними причинами пожеж є небезпечне користування вогнем, несправне електрообладнання, самозапалювання вугілля, несправність або неправильна експлуатація опалювального господарства.

Споруди систем водопостачання і каналізації будують з негорючих матеріалів. Через велику сирість в цих приміщеннях стіни роблять з цегли або бетону, перекриття з залізобетону, підлоги - з бетону.

При розробці генеральних планів підприємств враховують вимоги пожежної безпеки: створюють протипожежні розриви між окремими спорудами або групами споруд, прокладають дороги, влаштовують виїзди, окремо виділяють вибухо- і пожежонебезпечні території.

План евакуації у вигляді інструкцій і планів споруд з вказівкою евакуаційних маршрутів вивішуються в приміщенні на видному місці. Керівництво підприємства призначає відповідальних за евакуацію, організовує тренувальні заняття з імітацією умов пожежі.

На території підприємства передбачають систему протипожежного водопостачання. Пожежні гідранти розміщують вздовж доріг і проїздів на відстані не більше 100 м один від іншого і не далі 2 м від краю проїжджої частини.

В опалювальних виробничих приміщеннях передбачається внутрішній протипожежний водопровід з пожежними кранами, які встановлюються в спеціальних шафах.

При виникненні пожежі або загоряння слід повідомити про це пожежну охорону по телефону. Одночасно приймають міри до гасіння пожежі засобами що є в наявності.

Для гасіння пожеж використовують воду, повітряно-механічну піну, водяну пару, пісок або спеціальні хімічні речовини. Найбільш поширеним засобом гасіння є вода. Однак воду не можна використовувати для гасіння електроустановок, які знаходяться під напругою, так як внаслідок електропровідності води можливе враження людей електричним струмом. Забороняється користуватися для цього вогнегасниками з хімічною піною. Якщо не вдається знеструмити електроустановки, то для їх гасіння використовують вуглекислотні вогнегасники або сухий пісок.

При гасінні горючих складів з газовими балонами слід проявляти особливу обачність, так як балони можуть вибухнути. В таких випадках пожежу гасять пінними вогнегасниками, охолоджуючи балони водою.

В кожному приміщенні, де є небезпека загоряння і пожежі, повинен бути комплект ручного протипожежного інвентарю: лопата, ломи, ящики з піском, бочки з водою, відра, вогнегасники. Протипожежний інвентар і вогнегасники розміщуються в легкодоступних місцях. Для гасіння невеликої ділянки до приїзду пожежної можна користуватися ручними вогнегасниками. Вид, кілкість і розміщення протипожежного інвентарю та вогнегасників відповідають нормам ППБУ.

На підприємствах встановлюють автоматичні системи гасіння пожежі водою – спринклерні та дренчерні установки.

Розділ 8

Розрахунок економічної ефективності

Існуюча система автоматизації передбачає автоматичне вимірювання деяких технологічних параметрів, автоматичне блокування, захист і сигналізацію.

Введення АСКТП з використанням сучасної мікропроцесорної техніки дозволить:

зменшити тривалість вимушених простоїв;
збільшити термін служби обладнання.

При проектуванні системи автоматизації доцільно використовувати існуючі технічні рішення – зовнішні трубні і електричні проводки, деякі з встановлених приладів.

При виборі керуючого пристрою враховуються такі фактори, як точність регулювання вихідних параметрів, надійність, стійкість до збоїв, можливість подальшого нарощування системи та програмної зміни її архітектури, підключення до керуючого обчислювального комплексу для створення верхнього рівня АСУТП.

Розрахунок капітальних затрат на автоматизацію.

Капітальні затрати на автоматизацію включають в себе вартість контрольних і регулюючих приладів і засобів автоматизації, монтажних, налагоджувальних робіт.

Закупівельна вартість контрольно-вимірювальних приладів і засобів автоматизації (КВПіЗА), необхідних для реалізації запроектованої АСУТП, занесена в таблицю 8.1.

Закупівельна вартість контрольно- вимірювальних приладів і засобів автоматизації.	Таблиця 8.1
№ п/п	Назва приладу	Тип приладу	К-сть, шт.	Вартість одного приладу, грн.	Загальна вартість, грн.
1.	2.	3.	4.	5.	6.
1.	Субблок мікроконтроллера	МК-187	3	3685,25	11055,75
2.	Перетворювач аналогових вхідних сигналів	ПАВС-112	3	803,6	2410,8
3.	Субблок дискретного вводу-виводу	ДВВ-189	3	658,81	1976,43
4.	Субблок регулятора	МР-195	3	560,3	1680,9
5.	Субблок контролю стану обладнання шафи	КСК-124	1	729,20	729,20
6.	Перетворювач сигналів напруги 220В в напругу 24В	ПВС-118	6	597,24	3583,44
7.	Перетворювач сигналів напруги 220В в напругу 24В	ПВ-120	6	502,25	3013,5

Продовження таблиці 8.1
1.	2.	3.	4.	5.	6.
8.	Субблок прийому і розмноження струмових сигналів	ПСРТ-125	3	150,30	450,9
9.	Термоелектричний перетворювач	ТСП13-90	6	650	3900
10.	Давач тиску	2010 TD	3	4632	13896
11.	Датчик тиску	2010 TA	3	4632	13896
12.	Манометр	ВП 4-У	1	320,23	320,23
				Всього:	56913,15

За даними таблиці 8.1 вартість КВПіЗА становить:

В1 = 56913,15 (грн.)

Вартість розробки прикладного програмного забезпечення АСКТП становить :

В2 = 15000 (грн.)

Витрати на монтаж окремих приладів системи автоматизації КВПіЗА. Приймаються 20% від вартості приладів:

В3 = 56913,15 ∙ 0,2 = 11318,63 (грн.)

Вартість налагодження апаратури приймаємо в розмірі 10% вартості КВПіЗА:

В4 = 56913,15 ∙ 0,1 = 5691,315 (грн.)

Отже, загальні капітальні затрати на впровадження проектованої АСКТП становлять:

КЗ=В1+В2+В3+В4=56913,15+15000+11318,63+5691,315 =

= 88923,095 (грн.)

Розрахунок економічної ефективності проектованої АСУТП.

Ефективність АСУ являє собою складне поняття, яке не можливо оцінити одним показником.

Оскільки АСУ функціонує в умовах дії багатьох випадкових факторів, то значення показників економічної ефективності є випадковими величинами і вибираються виходячи з їх середніх значень чи на базі оцінки ймовірності випадкових величин, що обумовлені показниками ефективності.

Небхідно підкреслити необхідність визначення економічної ефективності АСУ, оскільки розробка, проектування, впровадження та експлуатація потребує значних матеріальних та трудових затрат. Доцільність розробки системи визначається по результатам співставлення затрат на експлуатацію та створення АСУ з економічною ефективністю вираженою в кількісних показниках.

Економічна ефективність може бути визначена, якщо відомі капітальні затрати на проектування, створення, та введення системи в експлуатацію, річні експлуатаційні затрати, приріст прибутку в результаті функціонування АСУ, річний економічний ефект, термін окупності капітальних вкладень.

Затрати на впровадження АСУ визначаються порівняно просто, але визначення економічної ефективності функціонування системи є складною і в значній мірі невизначеною задачею внаслідок того, що ряд факторів, які впливають на економічну ефективність АСУ, важко виразити кількісним показником. До таких факторів відносяться соціальний та психологічний фактор функціонування АСУ, які обумовлені підвищенням культури виробництва, підвищенням умов праці і т.д.

Економічна ефективність АСУ визначається річним приростом прибутку в зв’язку з функціонуванням автоматизованої системи управління, річним економічним ефектом та ефективністю затрат на її впровадження.

Річний економічний ефект визначається порівнянням показників, які досягнуті з врахуванням впровадження АСУ з показниками функціонування виробництва без впровадження новітньої системи АСУ.

де: А1 - об’єм продукції на базисному рівні;

А2 - об’єм продукції з врахуванням функціонування АСУ;

П1 - ціна однієї тони сировини;

С1 - затрати на один гривень реалізованої продукції в базисному рівні;

С2 - затрати на одну гривню реалізованої продукції з врахуванням функціонування АСУ.

Якісним показником економічної АСУ є коефіцієнт економічної ефективності капітальних вкладень на створення і впровадження системи Ер:

де: Кв- капітальні вкладення на створення АСУ.

Ще одним показником економічної АСУ є термін окупності капітальних вкладень:

АСУТП рахується ефективною, якщо:

Ер≥Ен.в.т

Оскільки нова система автоматизації ніяк не впливає на вироблення електроенергії, що є єдиним видом продукції АЕС, то ми не можемо порівняти її ефективність з ефективністю старої системи. Заміна АСУТП викликана скоріше технічними ніж економічними потребами, але все ж веде до певних переваг:

оскільки стара система АСУ знята з серійного виробництва, її ремонт обходиться дорожче ніж заміна окремих блоків нової системи;
для обслуговування нової системи необхідна кількість працівників в два рази менша ніж старої, що веде до економії зарплатних фондів;
час безремонтної роботи системи збільшився в три рази.

Розрахуємо термін окупності вводу нової АСУТП за рахунок економії на фондах заробітної платні:

для обслуговування старої системи необхідно було 8 кваліфікованих працівників з середньою заробітною платнею – 2500 грн. на місяць.

Як зазначалося вище, для обслуговування нової системи потрібна кількість робітників в 2 рази менша, тобто – 4.

Звідси економія коштів в місяць – 10000 грн.

Оскільки капітальні затрати на впровадження АСУТП становлять 88923,095 грн., то її термін окупності становитиме – 9 місяців.

Висновки

В результаті досліджень особливостей технологічного процесу регулювання рівня води в деаераторі підживлення 1-го контуру та характеристик існуючих технічних засобів автоматизації встановлено:

Необхідність їх модернізації на засадах впровадження сучасних мікропроцесорних засобів;
У відповідності з поставленою темою та метою, визначені оптимальні значення параметрів контролю, сигналізації, блокування, регулювання необхідні для автоматизації даного технологічного процесу і розроблена функціональна схема автоматизації;
Для забезпечення якості продукції досліджені динамічні характеристики об’єкту автоматизації (деаератор ТК10В01), які слугують основою для розробки структури оптимального регулятора рівня;
Для узгодження сигналів існуючих первинних вимірювальних перетворювачів та виконавчих механізмів розроблені структурні схеми каналів вводу – виводу аналогових, дискретних сигналів у Програмно-Технічний Комплекс Системи Автоматичного Регулювання;
Запроектовано САР рівня води в деаераторі системи продування-підживлення 1-го контуру з використанням сучасних засобів автоматизації;
Проведені техніко-економічні розрахунки, які підтверджують правильність проекту.

Список використаних джерел

1.Клюев А.С. “Проектирование систем автоматизации технологических процессов”, М., Энергия, 1980, 512 с.

2.Петров И.К. “Курсовое и дипломное проектирование по автоматизации производственных процессов”, М. Энергия, 1986, 354 с.

3.Кафаров В.В. “Оптимизация теплообменных процессов”, М. Химия, 1988, 269 с.

4.В.З. Барласов, В.И. Ильин “Наладка приборов и средств автоматизации” Учебник для проф.-техн. училищ., М. Высшая школа, 1975, 359 с.

5. Егорова А. С. Современные средства регулирования технологических процессов на микропроцессорах. – М., 1981. 39 с. (Обзор информ. ЦНИИТЭИ приборостроения, ТС-6: вып.6).

6. Фролов Г. И.. Гембицкий Р. А. Микропроцессоры: автоматизированные системы контроля объетов. – М.: Высш. школа, 1984. 87 с.

7. Стефани Е. П. Основы построения АСУ ТП. – М.: Энергоатомиздат, 1982. 352 с.

8. Орнатский П. П. Теоретические основы информационно-измерительной техники. – Киев: Вища школа, 1983. 455 с.

9. Микропроцессорные контроллеры в системах автоматического регулирования (Г. Г. Иордан. Н. М. Курносов, М. Г. Козлов и др.), Приборы и системы управления. 1981, №2;

10. Монтаж средств измерений и автоматизации: Справ. / К.А. Алексеев, В.С Антипин, А.Л. Ганашек и др. / Под ред. А.С. Клюева. – 3–е изд., перераб. и доп. – М.:3нергоатомиздат, 1988. — 488 с.

11. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справ, пособ. / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев / Под ред. А.С. Клюева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1990. — 464 с.

12. КозаченкоВ.Ф. Микроконтроллеры: Руководство по применению 16-розрядных микроконтроллеров Intel MCS-196/296 во встроенных системах управления. – М.: Изд. ЭКОМ, 1997.- 685 с.

13. Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. – М.: Горячая линия-Телеком, 2000. – 336 с.

14. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0. – С.-П.: «Корона принт», 2001. – 320 с.

15. Баховець Б.О. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з курсу “Автоматизований електропривод”. – Рівне: РДТУ, 2001. – 68 с.

16. Клепач М.І. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з курсу “Автоматизація технологічних процесів”. – Рівне: УДУВГП, 2002. – 15 с.

17. Локазюк В.М. Мікропроцесори та мікроЕОМ у виробничих системах. Посібник. – К.: Видавничий центр «Академія», 2002. – 367 с.

18. Тавернье К. РІС-микроконтроллеры. Практика применения. – М.: ДМК Пресс, 2002. – 272 с.

19. Мочерний С.В .Економічна теорія. К.: Академія. -1999.

20. Мочерний С.В. Основи економічної теорії. Тернопіль.: Тарникс. -1993.

21. Цивільна оборона : підручник для вищих учбових закладів; Губський А.І. - К. : Міністерство освіти , 1995 – 216 с .

22. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. ГОСТ 12.0.003-74.

1. . Тип турбины по ГОСТ 361876 К1000603000I Мощность номинальнаямаксимальная ~ 10001062 МВт Отметка обслуживания ~ 15
2. Развитие русской орфоэпии
3. XIX век в истории России
4. Изобретение телефона
5. Пояснительная записка Пояснительная записка к годовой бухгалтерской отчетности должна содержать существе.html
6. реферата проследить историю происхождения и в какойто степени становления и развития русских монастырей
7. геодезические работы выполняются с целью нанесения границ углов поворота и площади ЗУ
8. Голубой Огонёк ведущие- Басков и Галкин- Силавев и Коротков Григорий Лепс- Одиноков Ирония Судьбы гл
9. Электропитающие системы и электрические сети 2013 г
10. Физическая химия бакалавриат направления 020100 Химия 1
11. Поява найдавнішої людини сучасного типу на нинішній території України1 млн
12. Системы воспитания и обучения древних цивилизаций Индия Китай.html
13. а СПРАВКАо доходах об имуществе и обязательствах имущественного характерагражданина претендующего на з
14. 1 Вишницкая ~ 34 Гаджиева ~ 234 Галкина Е
15. Тема 10 Право общей собственности
16. Применение логистических моделей в реинжиниринге бизнес-процессов
17. вариант УМКД
18. Информационная среда библиотеки1
19. Разработка микропроцессорного устройства управления.html
20. Тел ~~м м~д~ният

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе