1、RPR系統(tǒng)培訓(xùn)教材 2022/9/271 部門：運行處三值編寫：張曉榮系統(tǒng)功能 反應(yīng)堆保護系統(tǒng)（RPR）是廣義的反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的一部分，它包括那些為了保護反應(yīng)堆，根據(jù)電站參數(shù)變化而操作緊急停堆斷路器和專設(shè)安全設(shè)施執(zhí)行機構(gòu)的全部電氣設(shè)備，反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的功能 是：自動觸發(fā)有關(guān)的系統(tǒng)（需要時包括停堆系統(tǒng)）動作，以保證發(fā)生預(yù)計運行事件時，核電廠的重要參數(shù)不超過規(guī)定的限值。能檢測事故工況并觸發(fā)為減輕這些事故工況后果所需的系統(tǒng)動作；能抑制控制系統(tǒng)的不安全動作。 保護系統(tǒng)的安全作用是：在控制系統(tǒng)失效而導(dǎo)致產(chǎn)生錯誤指令時；在異常的事件情況下，包括故障和事故狀態(tài)。 保護三大核安全屏障（即燃料包殼、一回路壓力邊

2、界和安全殼）的完整性，當(dāng)運行參數(shù)達(dá)到危及三大屏障完整性的閾值時，緊急停閉反應(yīng)堆和啟動專設(shè)安全設(shè)施。2022/9/272系統(tǒng)功能 2022/9/273嶺澳二期RPR系統(tǒng)使用了TXS新技術(shù)后，其實現(xiàn)方式與大亞灣和嶺澳一期相比存在根本不同。嶺澳二期RPR反應(yīng)堆保護系統(tǒng)涉及范圍要比嶺澳一期和大亞灣廣，所有分類為安全級（1E級）的功能都在反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的范疇內(nèi)，包括堆芯溫度測量（RIC）、RPN、GCTa等系統(tǒng)和所有的1E級相關(guān)的數(shù)據(jù)采集和計算。同時由于采用DCS技術(shù)后，RPR的定期試驗相比與大亞灣和嶺澳一期有了很大的變化。RPR在硬件上是通過TXS的RPS部分來實現(xiàn)的，主要包括反應(yīng)堆緊急停堆系統(tǒng)(RT

3、S -Reactor Trip System)和專設(shè)安全設(shè)施驅(qū)動系統(tǒng)(ESFAS - Engineered Safety Features Actuation System)兩部分，每個系統(tǒng)都是由儀表系統(tǒng)和邏輯系統(tǒng)組成。它包括了用于保護參數(shù)測量的測量電路、信號調(diào)整、保護邏輯驅(qū)動控制接口單元以及輔助電源供給單元。保護系統(tǒng)是基于TXS 過程控制系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以被分為過程變量參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的輸入、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)、邏輯運算和表決系統(tǒng)、服務(wù)器單元（SU）、數(shù)據(jù)傳送單元（TU）、通訊網(wǎng)關(guān)等部分 。在嶺澳二期，數(shù)據(jù)的預(yù)處理在PIPS中進(jìn)行，數(shù)據(jù)的采集和計算在Group14的APU1/2

4、/3/4里執(zhí)行，RPR的邏輯處理在ALUx1（A/B）、ALUy1（A/B）、ALUx2（A/B）、ALUy2（A/B）、ALUz（A/B）共十個計算機里執(zhí)行，數(shù)據(jù)傳輸通過TU、GW執(zhí)行，每個計算機之間是相對獨立。反應(yīng)堆跳堆、專設(shè)安全系統(tǒng)、支持系統(tǒng)等功能的邏輯處理分別被分配在不同的子系統(tǒng)進(jìn)行處理。系統(tǒng)功能 嶺澳二期RPR總體結(jié)構(gòu)圖：2022/9/274系統(tǒng)功能設(shè)計準(zhǔn)則：冗余性和單一故障準(zhǔn)則：在保護通道中用到的傳感器有兩重冗余、三重冗余和四重冗余，當(dāng)其中任何一個故障均不會引起保護功能喪失；專設(shè)安全設(shè)施為雙重冗余，即A,B列，每一列均能100完成保護功能；停堆斷路器為8個（4對），只有當(dāng)滿足4取2

5、邏輯后，才能切斷控制棒的控制電源；獨立性：為了使一個保護通道的故障不會影響其它通道，保護通道分為四組；為了避免一列專設(shè)安全設(shè)施故障不會影響到該保護的功能，專設(shè)安全設(shè)施分為兩列；為了滿足獨立性的原則，各組和每列均被放置在不同的房間，由不同系列的電源供電。如四組電源分別由LNA，LNB，LNC和LND供電，A列電源由LNG和LNE供電，B列電源由LNP和LNH供電；防止共模故障和多樣性：在TXS中采集信號并觸發(fā)停堆信號，斷開4對停堆斷路器和切斷控制棒線圈電源；在ATWT信號在TXP中進(jìn)行處理計算然后直接切斷控制棒線圈電源可試驗性：為了保證保護通道的可用性，將整個保護通道的定期試驗分為三部分儀表通道

6、試驗（T1）、過程通道試驗（T2）和執(zhí)行器控制通道試驗（T3）。其中T3試驗包括維修人員定期試驗T3.1和運行人員定期試驗T3.2部分；可靠性：對于RT功能需求的故障，如果考慮到多樣性：10-7；對于保護功能需求的故障，如果考慮到冗余：10-5；2022/9/275功能描述反應(yīng)堆保護系統(tǒng)是從獲取保護物理參數(shù)的傳感器（如流量、溫度、中子通量密度以及主泵轉(zhuǎn)速等）開始，經(jīng)邏輯處理，直至保護執(zhí)行器為止的一整套設(shè)備。為了保證系統(tǒng)的可靠性和安全性，RPR設(shè)置了四個保護組，分布在不同的房間內(nèi)，以實現(xiàn)物理隔離。下層分為兩列(Train A 和Train B)，每列均為四重冗余結(jié)構(gòu)，每列或每組又被獨立分隔為兩個

7、子系統(tǒng)。TXS系統(tǒng)內(nèi)部安全控制信號的傳輸采用速率為1.5Mbps 的1E 級SINEC L2-FO 光纖總線通訊來實現(xiàn)，以保證電氣以及功能的隔離和信號傳輸?shù)目煽啃?。RPS 系統(tǒng)與TXP系統(tǒng)和控制室的信號傳輸功能由TXS的傳送單元(Transfer unit)及網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)來完成。 2022/9/276功能描述 根據(jù)嶺澳二期采用數(shù)字化DCS的技術(shù)，RPR的整體結(jié)構(gòu)分為兩部分，每部分的組件介紹如下：第一部分、儀表和模擬量處理部分：保護裝置預(yù)處理系統(tǒng)PIPS（Protection Instrumentation Preprocessing System） 數(shù)據(jù)采集和處理單元APU（Acquisition

8、 and Processing Unit） 第二部分、邏輯部分和執(zhí)行機構(gòu)：邏輯運算單元ALU（Actuator Logic Unit） 優(yōu)先執(zhí)行機構(gòu)PACS（Priority Actuator Control system） 2022/9/277技術(shù)不同點技術(shù)不同點描述嶺澳二期RPR系統(tǒng)采用八個停堆斷路器的設(shè)計方案；嶺澳二期RPR停堆信號除送往停堆開關(guān)外，還送往RGL的RDU單元，用于切斷停堆開關(guān)的控制電源。嶺澳二期ATWT信號，在TXP的機柜中進(jìn)行邏輯處理，信號只送往RGL的RDU單元，由于切斷停堆開關(guān)的控制電源。2022/9/278技術(shù)不同點 改進(jìn)的原因和目的嶺澳一期RPR系統(tǒng)采用四個停堆

9、斷路器的設(shè)計方案， A、B系列的停堆斷路器分別由RPR停堆系統(tǒng)的A、B系列的停堆信號控制，任一系列的停堆斷路器脫扣都會觸發(fā)反應(yīng)堆停堆。嶺澳一期的這種設(shè)置的結(jié)構(gòu)簡單，但存在誤停堆概率相對較高的問題。嶺澳二期RPR系統(tǒng)采用八個停堆斷路器的設(shè)計方案，這些停堆斷路器的連接如圖1所示。RPR系統(tǒng)的停堆信號仍保持兩個系列，每個系列給出兩路信號，每路信號控制兩個停堆斷路器：斷路器AX、AX（AX和AX為一組，以此類推）、AY、AY由RPR停堆系統(tǒng)A列的停堆信號控制，斷路器BX、BX、BY、BY由RPR停堆系統(tǒng)B系列的停堆信號控制，八個停堆斷路器的觸點組成四取二邏輯，單個停堆斷路器的脫扣不會觸發(fā)反應(yīng)堆停堆，只

10、有滿足四取二關(guān)系的情況下才會觸發(fā)反應(yīng)堆停堆。八個斷路器沒有主斷路器和旁通斷路器之分，正常運行時，八個斷路器均處于閉合狀態(tài)。這種設(shè)計大大降低了誤停堆的幾率。2022/9/279技術(shù)不同點由于采用8個停堆開關(guān)的設(shè)計，減少了誤停堆的概率，但也增加了停堆開關(guān)拒動的可能性，因此，需要對停堆信號進(jìn)行改進(jìn)，以避免停堆開關(guān)拒動。對于RPR停堆信號：在嶺澳一期時RPR停堆信號只送往到停堆斷路器；而在嶺澳二期該信號在送往停堆斷路器的同時，還送往RDU上，A列送2路，B列送2路。然后通過4取2邏輯去切斷控制棒線圈的控制電源；如下圖所示（A列為黃色，B列為藍(lán)色線）2022/9/2710嶺澳二期RPR停堆斷路器連接圖技術(shù)不同點為了保證停堆多樣性的考慮，嶺澳二期將ATWT的控制邏輯在TXP中的A列機柜中實現(xiàn)，屬于SR級設(shè)備。在嶺澳二期ATWT的信號采集中，在TXP中的三個FUM卡件采集來自PIPS第組機柜ARE三個流量信號。同時為了防止第組機柜電源失去后，導(dǎo)致產(chǎn)生ATWT的誤停堆信號。PIPS機柜的電源也同時被兩個FUM卡件采集，然后經(jīng)過一個或門用于證實ATWT命令的有效性。兩個獨立冗余的中間量程模擬信號被兩個FUM卡件所采集，同時每一個模擬信號帶有7個開關(guān)量信號。三個表示量程、一個表示測量值故障、一個表示是否處于試驗狀態(tài)、一個表示信號的有效性和一