Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы и предварительные экспертные оценки

Рассмотрены основные принципы структурного построения автоматизированной системы контроля и управления (АСКУ) ядерной подкритической установки (ЯПУ), управляемой линейным ускорителем электронов (ЛУЭ). Описаны состав и функции систем, входящих в АСКУ. Приведены сведения по вопросам экспертных оцен...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Ядерна та радіаційна безпека
Date:2013
Main Authors: Калногуз, А.Н., Олейник, В.В., Демидов, Е.Н., Клевцов, А.Л., Дыбач, А.М.
Format: Article
Language:Russian
Published: Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України 2013
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97469
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы и предварительные экспертные оценки / А.Н. Калногуз, В.В. Олейник, Е.Н. Демидов, А.Л. Клевцов, А.М. Дыбач // Ядерна та радіаційна безпека. — 2013. — № 3. — С. 54-61. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859619730407555072
author Калногуз, А.Н.
Олейник, В.В.
Демидов, Е.Н.
Клевцов, А.Л.
Дыбач, А.М.
author_facet Калногуз, А.Н.
Олейник, В.В.
Демидов, Е.Н.
Клевцов, А.Л.
Дыбач, А.М.
citation_txt Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы и предварительные экспертные оценки / А.Н. Калногуз, В.В. Олейник, Е.Н. Демидов, А.Л. Клевцов, А.М. Дыбач // Ядерна та радіаційна безпека. — 2013. — № 3. — С. 54-61. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Ядерна та радіаційна безпека
description Рассмотрены основные принципы структурного построения автоматизированной системы контроля и управления (АСКУ) ядерной подкритической установки (ЯПУ), управляемой линейным ускорителем электронов (ЛУЭ). Описаны состав и функции систем, входящих в АСКУ. Приведены сведения по вопросам экспертных оценок АСКУ ЯПУ, включающие нормирование требований к АСКУ. Розглянуто основні принципи структурної побудови автоматизованої системи контролю і управління (АСКУ) ядерної підкритичної установки (ЯПУ), керованої лінійним прискорювачем електронів (ЛПЕ). Описано склад і функції систем, що входять до АСКУ. Наведено відомості з питань експертних оцінок АСКУ ЯПУ, що охоплюють нормування вимог до АСКУ. The present paper considers the basic principles behind the architecture of instrumentation and control system (I&C) for the neutron source facility driven by a linear electron accelerator. The I& C layout and functions are described. Information on expert assessments is given, including standardization of requirements for I&C.
first_indexed 2025-11-29T01:18:43Z
format Article
fulltext 54 ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 3(59).2013 УДК 621.039.681.5 А. Н. Калногуз1, В. В. Олейник1, Е. Н. Демидов1, А. Л. Клевцов2, А. М. Дыбач2 1 НПП «Хартрон-Аркос», г. Харьков, Украина 2 Государственный научно-технический центр   по ядерной и радиационной безопасности, г. Киев, Украина Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы и предварительные экспертные оценки Рассмотрены основные принципы структурного построения автома- тизированной системы контроля и управления (АСКУ) ядерной подкрити- ческой установки (ЯПУ), управляемой линейным ускорителем электронов  (ЛУЭ). Описаны состав и функции систем, входящих в АСКУ. Приведены  сведения  по  вопросам  экспертных  оценок  АСКУ  ЯПУ,  включающие  нор- мирование требований к АСКУ. К л ю ч е в ы е   с л о в а:  ядерная  подкритическая  установка,  автоматизированная  система  контроля  и  управления,  экспертные  оценки. А. М. Калногуз, В. В. Олійник, Є. М. Демідов, О. Л. Клевцов, О. М. Дибач Автоматизована система контролю і управління ядер­ ної підкритичної установки: опис системи та поперед­ ні експертні оцінки Розглянуто  основні  принципи  структурної  побудови  автомати- зованої  системи  контролю  і  управління  (АСКУ)  ядерної  підкритичної  установки (ЯПУ), керованої лінійним прискорювачем електронів (ЛПЕ).  Описано склад і функції систем, що входять до АСКУ. Наведено відомості  з питань експертних оцінок АСКУ ЯПУ, що охоплюють нормування вимог  до АСКУ. К л ю ч о в і   с л о в а:  ядерна  підкритична  установка,  автоматизова- на система контролю і управління, експертні оцінки. © А. Н. Калногуз, В. В. Олейник, Е. Н. Демидов, А. Л. Клевцов, А. М. Дыбач, 2013 В 2011 году в Национальном научном центре «Харьковский физико-технический институт» (ННЦ ХФТИ) начато строительство ядерной установки, основанной на подкритической сбор- ке, управляемой линейным ускорителем электро- нов. Для управления технологическими процессами ЯПУ группой предприятий разрабатывается автоматизированная система контроля и управления. Целью создания АСКУ яв- ляется обеспечение безопасности эксплуатации ЯПУ и тре- буемого качества управления оборудованием во всех режи- мах эксплуатации. АСКУ представляет собой распределенную человеко- машинную автоматизированную систему, которая поз- воляет оперативному персоналу с помощью аппаратных и программных средств обеспечить эффективное управ- ление ЯПУ. СВЕДЕНИЯ ОБ ОБъЕКТЕ УПРАВЛЕНИЯ Объектами контроля и управления АСКУ являются па- раметры технологических процессов (ТП) и технологиче- ское оборудование (ТО) систем и агрегатов ЯПУ. Технологический процесс управления представляет со- бой координированное управление оборудованием ЯПУ на всех этапах жизнедеятельности во всех проектных ре- жимах эксплуатации с обеспечением безопасности её ра- боты. Хронологическая последовательность включения, выключения и функционирования технологического обо- рудования ЯПУ служит базой для разработки режимов и алгоритмов работы АСКУ. Основная задача АСКУ — обеспечение нормальной эксплуатации оборудования ЯПУ, своевременное выяв- ление отклонений от нормальной эксплуатации благо- даря контролю параметров безопасности и автоматическая реализация защит и блокировок, которые предотвращают перерастание нарушений нормальной эксплуатации в ава- рийные ситуации путем выключения ускорителя. Далее приведен перечень объектов контроля и управ- ления АСКУ в части контуров охлаждения и бассейна вы- держки ЯПУ, а также перечень параметров безопасности установки, контролируемых в процессе работы. Оборудование контуров охлаждения Первые контуры охлаждения. Оборудование первых контуров охлаждения предназначено для отвода тепла от подкритической сборки (ПКС) и нейтронообразующей мишени (НОМ), а также поддержания водно-химическо- го баланса теплоносителя ЯПУ согласно установленным в проекте ЯПУ «Источник нейтронов» требованиям. В состав первых контуров охлаждения ПКС и НОМ входят: трубопроводы и запорно-регулирующая арматура; баки НОМ, ПКС и расширительные ёмкости; запорно-ре- гулирующая арматура; циркуляционные и дренажные на- сосы; теплообменники; ионообменные колонки; ёмкости с деминерализованной водой; монжусы и ёмкости для хра- нения жидких радиоактивных отходов (ЖРО); оборудова- ние для подачи сжатого воздуха; оборудование контроля качества теплоносителя; оборудование спецвентиляции. Вторые контуры охлаждения. Вторые контуры охлажде- ния ПКС и НОМ предназначены для отвода тепла от пер- вых контуров охлаждения подкритической сборки и ней- тронообразующей мишени, ЛУЭ — от первого контура охлаждения линейного ускорителя электронов ЯПУ. ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 3(59).2013 55 Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы В состав вторых контуров охлаждения входят: цирку- ляционные насосы; вентиляторные градирни; запорно- регулирующая арматура; приемные емкости охлажденной воды; установка деминерализации и стабилизационной обработки воды; соединительные трубопроводы; автома- тические самоочищающиеся фильтры. Бассейн выдержки (БВ) Бассейн выдержки (БВ) предназначен для снятия ак- тивности и остаточных тепловыделений отработавших те- пловыделяющих сборок (ТВС) и облученных НОМ до зна- чений, допускающих их транспортирование. БВ включает: емкости (бассейны) БВ1, БВ2 для выдержки ТВС и НОМ; дренажный бак; запорно-регулирующую арматуру. Управление оборудованием первых и вторых контуров охлаждения (ОКО-I, ОКО-II) и БВ осуществляется авто- матически и/или дистанционно средствами дисплейно- го управления (с видеограмм пульта управления) путем выдачи по цифровому каналу связи команд управления на исполнительные механизмы. Контроль состояния объектов управления произво- дится по сигналам от датчиков состояния: регулирующих клапанов (степень открытия, %); задвижки с электроприводом («открыта», «закрыта», «авария»); насосов («выключен», «включен»); вентиляторов градирен («выключен», «включен») ОКО-II. Предусматривается также управление исполнительны- ми механизмами с местных щитов управления при выдаче соответствующего разрешения оператором ЯПУ с пульта управления (ПУ) АСКУ. Параметры безопасности ЯПУ Параметры безопасности ЯПУ, контролируемые АСКУ, условно разделены на две группы. В первую группу вошли параметры, отклонение кото- рых от допустимых пределов может привести к наруше- нию условий ядерной безопасности эксплуатации ЯПУ. Эти параметры контролируются резервированными си- стемами класса безопасности 2 — системой защит и бло- кировок и системой контроля плотности нейтронного потока (СЗиБ), которые при нарушении условий эксплуа- тации автоматически вырабатывают сигнал на блокиров- ку работы ЛУЭ. Ко второй группе отнесены параметры, которые кос- венно подтверждают выход за допустимые пределы па- раметров первой группы, а также параметры, не приво- дящие к нарушению ядерной безопасности эксплуатации ЯПУ при их отклонении от допустимых границ. Контроль этой группы параметров выполняют входящие в со- став АСКУ системы контроля и управления класса без- опасности 3, для которых резервирование не является необходимым. По итогам контроля данных параметров АСКУ должна формировать и выдавать в систему управления линейным ускорителем электронов (СУ ЛУЭ) сигнал, блокирующий работу ЛУЭ с подкритической сборкой ЯПУ, либо (в зави- симости от параметра) предоставлять информацию опера- тору для принятия решения. СТРУКТУРА И СОСТАВ АСКУ Иерархическая структура АСКУ представляет собой распределенную многоуровневую автоматизированную си- стему и включает: нижний уровень — датчики измерения параметров технологического процесса и исполнительные механизмы, обеспечивающие отработку управляющих команд; средний уровень — контроллеры и микропроцессоры, обеспечивающие прием, обработку сигналов измерения и выдачу команд, формируемых алгоритмами защит, бло- кировок и управления оборудованием нижнего уровня; верхний уровень — пункт управления АСКУ. Пункт управления АСКУ включает следующие техни- ческие средства: два пульта управления АСКУ (основной и резервный), автоматизированное рабочее место начальника смены (АРМ НС), пульты управления и АРМы систем АСКУ; устройства отображения информации коллективного пользования, включающие пять настенных мониторов системы технологической сигнализации и оповещения (СТСиО), и четыре настенных монитора СУ ЛУЭ. Укрупненная схема структурная комплекса технических средств АСКУ представлена на рис. 1 (позициями 1, 2, …, 18 обозначены выходы и входы отдельных компонентов АСКУ для иллюстрации взаимосвязей между системами). В состав АСКУ ЯПУ функционально входят: системы безопасности ЯПУ «Источник нейтронов»: си- стема защит и блокировок (СЗиБ); интерфейсная подси- стема по сопряжению с системой управления линейного ускорителя (ИПС с ЛУЭ); управляющие системы ЯПУ: система управления ли- нейного ускорителя (СУ ЛУЭ); система управления ма- шиной перегрузочной (СУМП); система управления обо- рудованием контуров охлаждения (СУ ОКО); система контроля технологических параметров бассейна выдержки (СКТПБВ) отработавших тепловыделяющих сборок и об- лученных нейтронообразующих мишеней; автоматизиро- ванная система контроля и управления инженерными си- стемами (АСКУ ИС) здания ЯПУ; пульт управления АСКУ; контролирующие системы ЯПУ: система контроля плотности нейтронного потока (СКПНП); автоматизиро- ванная система радиационного контроля (АСРК); система аварийной сигнализации о возникновении самоподдержи- вающейся цепной реакции (САС СЦР); информационные системы АСКУ: система технологи- ческой сигнализации и оповещения (СТСиО); информа- ционно-вычислительная система (ИВС). Межсистемные связи АСКУ. Все элементы структурной схемы АСКУ (абоненты) объединены вычислительными сетями: ЛВС ИВС/АСКУ — для передачи данных в ИВС и СТСиО, а также для организации взаимодействия ПУ АСКУ со смежными системами (в рамках АСКУ); ЛВС ПУ — для взаимодействия ПУ АСКУ с системами СЗиБ и ИПС с ЛУЭ, СУ ОКО-Ι, СУ ОКО-ΙΙ и СКТПБВ и передачи управляющих воздействий, задаваемых опера- тором с пульта управления АСКУ, на исполнительные ме- ханизмы систем СУ ОКО и СКТПБВ. Обе ЛВС разделены, независимы и построены по тех- нологии Ethernet, стек протоколов TCP/IP V.4. Топология ЛВС — радиальная, связь каждого абонента с коммутато- рами ЛВС осуществляется двумя дублированными канала- ми по принципу «точка—точка». Характеристики ЛВС ПУ 56 ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 3(59).2013 А. Н. Калногуз, в. в. Олейник, е. Н. демидов, А. Л. Клевцов, А. М. дыбач и ЛВС ИВС/АСКУ обеспечивают оперативность, качество и надежность информационного обмена систем АСКУ ЯПУ. Обмен информацией между уровнями и системами АСКУ ЯПУ осуществляется посредством запросов данных, инициативной передачи данных, сигналов и сообщений, а также процедур репликации и синхронизации данных. Системы класса безопасности 2 АСКУ полностью изо- лированы от взаимодействия с внешними сетями. Только для ИВС, имеющей класс безопасности 3, разрешен од- носторонний обмен — передача данных во внешние сети через межсетевой экран. ИВС в автоматическом режи- ме может обеспечивать передачу через локальную вы- числительную сеть в ННЦ ХФТИ текущих и архивных данных о параметрах контроля и параметрах состояния оборудования. Цифровая информация от систем АСКУ, в том числе из пульта управления, передается по интерфейсу Ethernet в ИВС с целью накопления и с возможностью отображе- ния на мониторах СТСиО и АРМ НС. На структурной схеме АСКУ приведены также связи между системами по сигнальным цепям и связи с датчи- ками (Д) и исполнительными механизмами (ИМ). ФУНКЦИИ АСКУ ЯПУ Пункт управления ЯПУ обеспечивает: задание режи- мов работы АСКУ ЯПУ; контроль параметров состояния ЯПУ; дистанционное автоматизированное управление ис- полнительными механизмами систем АСКУ ЯПУ; выдачу сигналов на включение/выключение и аварийный останов ЛУЭ; сигнализацию и оповещение, представление инфор- мации оперативному персоналу; регистрацию информа- ции на устройствах печати. В состав пункта управления АСКУ ЯПУ входят: пульт управления (ПУ) АСКУ, основной и резервный; АРМ НС; пульт управления СКПНП; автоматизированное рабо- чее место (АРМ) АСРК; АРМ АСКУ инженерных систем здания; пульт управления СУМП; пульты управления СУ ЛУЭ. Все пульты (АРМы), размещаемые в пункте управле- ния, унифицированы по дизайну, конструктивному ис- полнению и укомплектованы мониторами с размером экрана 32″ по диагонали. Пульт управления АСКУ предназначен для реализации оператором общесистемных функций управления режима- ми АСКУ, а также функций управления и контроля тех- нологическим оборудованием систем охлаждения первых и вторых контуров и бассейна выдержки. Реализует сле- дующие группы функций: I. Управление верхнего уровня (уровень ЯПУ). Для реализации функции предусматриваются: 1) автоматизированные процедуры управления ЯПУ для перехода из режима в режим; 2) команды управления: режимами работы СЗиБ, ИПС с ЛУЭ и СКПНП; снятие сигнала «Разрешение» на работу ЛУЭ с ПКС; приведение в исходное состояние элемен- тов памяти СЗиБ — снятие блокировки на формирование и выдачу сигнала «Разрешение» в ИПС с ЛУЭ; вывод од- ного из двух каналов резервирования СЗиБ и ИПС с ЛУЭ Рис. 1. Укрупненная схема структурная комплекса технических средств АСКУ ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 3(59).2013 57 Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы в опробование; разрешение на местное/ручное управление технологическим оборудованием (исполнительными ме- ханизмами); разрешение на проведение технологических операций. Для управления используются специальные видео- граммы («панели автоматических циклограмм») и органы ручного управления для выдачи команд в систему защит и блокировок и в СКПНП, которые соответствуют классу безопасности 2, включены в состав СЗиБ, но территори- ально находятся на ПУ АСКУ. II. Управление на уровне систем. Предполагает вы- дачу команд управления оборудованием: первого контура охлаж дения ПКС; первого контура охлаждения НОМ; вто- рого контура охлаждения ПКС и НОМ; второго контура охлаждения ЛУЭ; бассейна выдержки. Для каждой из систем на мониторе ПУ предусматрива- ется отдельный видеокадр («панель») управления, включаю- щий в себя: технологическую схему системы; органы дис- танционного управления (задвижки, насосы, регуляторы); графики текущего изменения основных параметров системы. III. Мониторинг состояния системы защит и блоки- ровок, систем управления первыми, вторыми контурами охлаж дения и системы контроля технологических пара- метров бассейна выдержки. Осуществляется на видеока- драх, отображающих: первопричину выдачи на централь- ную панель сигнализации СТСиО (на «транспаранты») сигналов предупредительной и аварийной сигнализаций; текущее значение технологических параметров (сигналы датчиков, уставки срабатывания защит); состояние испол- нительных органов; диагностику оборудования систем. IV. Ввод уставок срабатывания защит. Производится с пульта управления АСКУ или КПА в соответствии с ре- гламентной документацией. Уставки вводятся в систему защит и блокировок, в си- стему управления перыми контурами охлаждения, в систему управления вторыми контурами охлаждения, в СКТПБВ. Ввод уставок допускается, когда контуры охлаждения и ЛУЭ не работают, и санкционируется поворотом ключа «НС» на ПУ АСКУ в положение «Р» с использованием ви- деограммы ПУ АСКУ «Ввод уставок», которая обеспечи- вает выбор системы и поддерживает процедуру ввода уста- вок. Процедура назначения и ввода уставок определяется регламентной документацией и обеспечивает надежность ввода и хранения уставок. Действия оператора ПУ АСКУ документируются сред- ствами ИВС. Каждый из двух пультов управления АСКУ (основной ПУ-О и резервный ПУ-Р) может выполнять все перечис- ленные ниже функции, но реально выполняет их тот пульт, который в данный момент имеет статус активного. Пульт, имеющий статус пассивного, в это время может выполнять только функции мониторинга. Автоматизированное рабочее место начальника смены реализует: 1) мониторинг состояния всех систем АСКУ ЯПУ в согласованном с разработчиками этих систем объёме с использованием видеограмм, которые отображают тех- нологические схемы систем, первопричины сигналов предупредительной и аварийной сигнализации, текущее значение технологических параметров, состояние испол- нительных органов; 2) отображение на мониторе архивных данных, храня- щихся в базе данных сервера ИВС: по технологическим параметрам (в том числе в виде графиков); по состоянию исполнительных органов; по первопричинам предупреди- тельной и аварийной сигнализации; по диагностике обо- рудования; по командам, выданным операторами с пуль- тов управления (протоколы); 3) управление выводом на печать (принтер/плоттер) ин- формации по п. 2. Кроме того, для предупреждения развития событий, приводящих к аварии или угрожающих здоровью лю- дей, АРМ НС обеспечивает возможность: останавливать ускоритель; останавливать движение МП; закрывать лю- бой нейтронный канал; останавливать движение верх- ней плиты биологической защиты; блокировать открытие дверей в определенные помещения, чтобы предотвратить несанкционированный доступ; останавливать откачку жидких радиоактивных отходов; включать и выключать звуковую предупредительную сигнализацию в зале ПКС; выключать звуковую предупредительную сигнализацию в пультовой. Действия начальника смены на АРМ документируются средствами ИВС. Дополнительно на компьютер АРМ НС возложена функция сбора дискретных сигналов от всех систем АСКУ, преобразование их в цифровой вид и передача по каналу связи Ethernet в монитор № 1 (панель сигнализации) СТСиО. Функции, реализуемые пультами и АРМ смежных си- стем, представлены ниже: Пульты и АРм Группы функций ПУ СКПНП III, IV (мониторинг состояния систе- мы и ввод уставок) применительно к системе СКПНП АРМ АСРК III, IV (мониторинг состояния систе- мы и ввод уставок) при менительно к системе АСРК АРМ АСКУ ИС II, III, IV (управление, монито- ринг состояния и ввод уставок) при- менительно к системе АСКУ ИС ПУ СУМП II, III, IV (управление, мониторинг состояния и ввод уставок) примени- тельно к системе СУМП с использова- нием двух мониторов, один из которых выполняет функ ции экрана телевизи- онной системы Пульты управле- ния СУ ЛУЭ Функции пультов определяет разра- ботчик СУ ЛУ Устройства отображения информации коллективного пользования включают в себя систему технологической сиг- нализации и оповещения, настенные мониторы СУ ЛУЭ, настенный блок сигнализации о пожаре. Функционально в состав СТСиО входят: система сигнализации (СС), включающая панель сиг- нализации (ПС) — монитор № 1, звуковые технические средства и канал связи Ethernet c АРМ НС; система отображения информации, включающая че- тыре монитора (№№ 2—5) и каналы связи Ethernet с серве- ром ИВС. 58 ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 3(59).2013 А. Н. Калногуз, в. в. Олейник, е. Н. демидов, А. Л. Клевцов, А. М. дыбач Панель сигнализации, реализуемая монитором № 1, отображает состояние всех систем АСКУ по обобщенным критериям. Состоит из «транспарантов», которые иници- ируются прямыми сигналами от систем АСКУ. Сигналы поступают в АРМ НС, преобразовываются в цифровой вид и по каналу связи Ethernet передаются в монитор № 1. Предупредительная и аварийная индикации сопровожда- ются звуковой сигнализацией. Монитор № 2 отображает текущее состояние парамет- ров безопасности установки; монитор № 3 — «дневник» событий установки (причины «зажигания» «транспаран- тов» на панели сигнализации); монитор № 4 — текущее состояние установки (контуров охлаждения и бассейна выдержки) на технологических схемах, выбор которых осу- ществляет оператор; монитор № 5 — графики изменения наиболее важных технологических параметров (по выбору оператора). Мониторы №№ 2—4 получают информацию по локаль- ной вычислительной сети ИВС. Таким образом, в СТСиО реализуется принцип разнообразия в представлении ин- формации: панель сигнализации, реализуемая монитором № 1, представляет информацию независимо от ЛВС ИВС и ее сервера, а мониторы №№ 2—4 представляют инфор- мацию, пользуясь исключительно средствами ЛВС ИВС. СТСиО выполняет функции предоставления инфор- мации оператору и обслуживающему персоналу при штатной эксплуатации, превышении нейтронно-физи- ческими и теплогидравлическими параметрами ЯПУ критических значений, выдаче команд на аварийное вы- ключение ЛУЭ, срабатывании технологических защит и блокировок, включении резервного технологического оборудования. Функциональное назначение настенных мониторов СУ ЛУЭ определяет разработчик. ФУНКЦИИ СИСТЕМ АСКУ СЗиБ. Реализует логику защит и блокировок и выпол- няет следующие функции: контроль с помощью собственных измерительных ка- налов за технологическими и теплофизическими параме- трами контуров охлаждения; определение выхода контролируемых технологиче- ских параметров за границы, заданные технологическими уставками, и формирование сигналов блокировок и тревог; прием сигналов блокировки и тревоги от сейсмодатчиков; контроль положения верхних секций (раздвижных створок) биологической защиты ПКС и ускорителя; контроль положения дверей собственных шкафов и температуры в шкафах; формирование и выдачу сигнала обобщенной блоки- ровки в ИПС с ЛУЭ для формирования команды (сигнала) в СУ ЛУЭ на отключение ЛУЭ (прекращение работы ЛУЭ с ПКС); выдачу сигнала «Блокировка от сейсмодатчика» (через ИПС с ЛУЭ) в СУМП; формирование и выдачу аварийных и предупредитель- ных сигналов и сигналов о состоянии (неисправности) собственного оборудования в СТСиО; формирование информационного кадра, содержащего информацию о конкретных причинах, вызвавших появ- ление сигналов блокировок и тревог, с последующей пере- дачей его через ПУ в ИВС и далее на мониторы СТСиО; изменение значений уставок формирования защит от опе ратора пульта управления либо от КПА; контроль своего технического состояния: после включе- ния питания; в процессе работы; периодически (при пла- ново-профилактических работах ЯПУ в режиме техноло- гического обслуживания АСКУ) при помощи КПА. ИПС с ЛУЭ. Обеспечивает взаимодействие между СУ ЛУЭ и системами АСКУ по управляющим и инфор- мационным сигналам и выполняет следующие функции: формирование и выдачу в СУ ЛУЭ команды (сиг- нала) «Разрешение» на включение/работу ЛУЭ с ПКС. При наличии сигнала «Разрешение» в двух каналах ИПС с ЛУЭ работа ЛУЭ с ПКС разрешена. При снятии сигнала «Разрешение» в обоих или в одном канале ИПС с ЛУЭ ра- бота ЛУЭ с ПКС прекращается; прием сигнала «ЛУЭ включен» из СУ ЛУЭ и выдачу его в СУМП для блокировки работы перегрузочной машины; выдачу сигнала «ЛУЭ включен» через АРМ НС в СТСиО на сигнализацию, а также в СЗиБ, СУ ОКО-Ι, СУ ОКО-ΙΙ; прием сигнала «Готовность/отказ ЛУЭ» из СУ ЛУЭ и выдачу его через АРМ НС в СТСиО на сигнализацию; прием от СЗиБ и выдачу в СУМП сигнала «Блокировка от сейсмодатчика»; прием обобщенных сигналов блокировок на выдачу сигнала «Разрешение» в СУ ЛУЭ от трех каналов СКПНП; прием обобщенных сигналов блокировок на выдачу сигнала «Разрешение» в СУ ЛУЭ от СУ ОКО-I, СУ ОКО-II, АСРК и СЗиБ; прием сигнала АЗ (блокировка выдачи сигнала «Разре- шение» в СУ ЛУЭ) от АРМ НС; прием сигналов режимов работы СЗиБ и ИПС с ЛУЭ, сигналов АЗ и сигнала взвода АЗ от ПУ АСКУ; контроль своего технического состояния: после включе- ния питания; в процессе работы; периодически (при пла- ново-профилактических работах ЯПУ в режиме техноло- гического обслуживания АСКУ) при помощи КПА; выдачу информации в ПУ АСКУ (для последующей пе- редачи в ИВС) в составе единого с СЗиБ информацион- ного кадра. СУ ОКО-I. Выполняет следующие функции: управление (автоматическое и дистанционное) процес- сом охлаждения теплоносителя первых контуров охлажде- ния и контроль состояния запорно-регулирующей армату- ры, насосов; контроль давления теплоносителя, давления сжатого воздуха, расхода теплоносителя, температуры теплоноси- теля, уровня воды в баках, протечек в системе; формирование сигналов о достижении значений кон- тролируемых технологических параметров (давление, рас- ход, температура, уровень) «тревожной» и «блокировоч- ной» границ; формирование и выдачу обобщенных сигналов о со- стоянии технологических параметров и оборудования для отображения и сигнализации в СТСиО; формирование и выдачу в ИПС с ЛУЭ обобщенного сигнала блокировки для отключения ЛУЭ; изменение значений уставок формирования защит от оператора пульта управления АСКУ либо от КПА; контроль своего технического состояния: после включения питания; в процессе работы; периодически (при планово-профилактических работах ЯПУ в режи- ме технологического обслуживания АСКУ) при помощи КПА; ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 3(59).2013 59 Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы контроль положения дверей собственных шкафов и тем- пературы в шкафах; выдачу информации в ПУ АСКУ (с последующей пере- дачей в ИВС). СУ ОКО-II. Выполняет следующие функции: контроль технологических параметров и состояния обо- рудования, формирование сигналов предупредительной и аварийной сигнализации при выходе контролируемых параметров за пределы уставок технологических защит; подготовку и выдачу обобщенных сигналов о состоя- нии технологических параметров, исполнительных меха- низмов и собственного оборудования в СТСиО; предоставление данных оператору о ходе технологиче- ского процесса на пульт управления; управление процессом охлаждения теплоносителя пер- вых контуров; поддержание необходимого уровня в емкости охлаж- денной воды и регулирование температуры охлаждающей воды в заданных пределах; включение/отключение исполнительных механизмов по командам оператора с пульта управления и автоматиче- ское включение/отключение исполнительных механизмов при реализации автоматизированных процедур установки режимов работы ЯПУ; формирование обобщенного сигнала блокировки и вы- дача его в ИПС с ЛУЭ для отключения ЛУЭ; изменение значений уставок формирования защит от оператора пульта управления АСКУ либо от КПА; контроль своего технического состояния: после вклю- чения питания; процессе работы; периодически (при пла- ново-профилактических работах ЯПУ в режиме техноло- гического обслуживания АСКУ) при помощи КПА; контроль положения дверей собственных шкафов и температуры в шкафах; выдачу информации в ПУ АСКУ (с последующей пере- дачей в ИВС). СКТПБВ. Выполняет следующие функции: контроль уровня воды в основной (БВ-1) и резервной (БВ-2) ёмкостях бассейна выдержки; контроль уровня воды в дренажном баке; контроль температуры воды в БВ-1 и БВ-2; контроль расхода дистиллята в системе; контроль протечек в приямках протечек БВ-1, БВ-2; управление исполнительными механизмами по коман- дам оператора с ПУ АСКУ; автоматическое управление насосами возврата проте- чек из приямков БВ-1, БВ-2 по информации от датчиков контроля протечек; формирование и выдачу обобщенных сигналов о со- стоянии технологических параметров, исполнительных механизмов и собственного оборудования в СТСиО; формирование информации о состоянии технологических параметров и оборудования БВ, о достижении контролируе- мых параметров БВ предельных границ (предупредительная и аварийная сигнализация) и выдачу на пульт управления (в том числе для последующей передачи данных в ИВС); изменение значений уставок формирования защит от опе ратора пульта управления АСКУ либо от КПА; контроль своего технического состояния: после включе- ния питания; в процессе работы; периодически (при пла- ново-профилактических работах ЯПУ в режиме техноло- гиче-ского обслуживания АСКУ) при помощи КПА; контроль положения дверей собственных шкафов и температуры в шкафах. ИВС. Выполняет следующие функции: информационное объединение всех систем АСКУ; архивирование информации АСКУ; установку для всех систем единого времени; выдачу информации в СТСиО для визуализации; предоставление информации в АРМ НС и, при необхо- димости, в ПУ АСКУ. ПРЕДВАРИТЕЛьНыЕ ЭКСПЕРТНыЕ ОЦЕНКИ Отметим, что объектом экспертных оценок является не одиночная ИУС, а по сути — АСУТП, поскольку АСКУ состоит из 12 различных ИУС, которые обеспечивают управление всеми технологическими процессами ЯПУ. Регулирирущая деятельность применительно к АСКУ ЯПУ включает в себя следующие аспекты: разработку норм и правил, содержащих требования к АСКУ ЯПУ; экспертную оценку (в части АСКУ) документов, обо- сновывающих безопасность ЯПУ в целом; экспертную оценку документов, обосновывающих без- опасность АСКУ ЯПУ. Нормирование безопасности АСКУ ЯПУ. Деятельность, которая связана с внедрением АСКУ ЯПУ, лицензирует- ся Государственной инспекцией ядерного регулирования Украины в соответствии с Законом Украины «О разре- шительной деятельности в сфере использования ядерной энергии» [1]. Базовые требования к обеспечению безопасности ЯПУ содержатся в НП 306.2.183 «Общие положения безопасности ядерных подкритических установок» [2]. В этом документе (разработан при участии специалистов ГНТЦ ЯРБ, введен в действие приказом Государственной инспекции ядер- ного регулирования Украины № 56 от 12.03.2012, зареги- стрирован в Министерстве юстиции Украины 27.04.2012 за № 640/20953) можно выделить следующие группы тре- бований, относящихся к информационным и управляющим системам ЯПУ: к управляющим системам безопасности; системам нормальной эксплуатации; автоматизированной системе контроля радиационной обстановки; пункту управления. В разделе, посвященном управляющим системам без- опасности, установлены также требования к системе ава- рийной защиты. В АСКУ функции управляющих систем безопасности и аварийной защиты выполняются СЗиБ и ИПС с ЛУЭ. ЯПУ должна быть оснащена следующими системами нормальной эксплуатации [2]: системой контроля плотности нейтронного потока (в АСКУ эти функции выполняет СКПНП с расширен- ными функциями контроля реактивности); системой управления ускорителем заряженных частиц (в АСКУ данные функции выполняет СУ ЛУЭ); системой управления запорной и регулирующей арма- турой контуров охлаждения ЯПУ (в АСКУ эти функции выполняет СУ ОКО); информационно-вычислительной системой (преду- смотрена в АСКУ); системой управления транспортно-технологически- ми операциями (в АСКУ данные функции реализует СУМП). 60 ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 3(59).2013 А. Н. Калногуз, в. в. Олейник, е. Н. демидов, А. Л. Клевцов, А. М. дыбач Также в АСКУ предусмотрено наличие пункта управле- ния и автоматизированной системы радиационного конт- роля (АСРК), что соответствует требованиям [2]. Отметим, что в НП 306.2.183 [2] содержатся только об- щие требования по обеспечению безопасности ИУС ЯПУ, а иных норм, правил и стандартов, в которых были бы регламентированы детальные технические требованиями к ИУС ядерных подкритических установок, в Украине не существует. Поэтому при разработке, испытаниях, внедрении и оценке безопасности АСКУ ЯПУ рекомен- дуется руководствоваться требованиями норм, правил и стандартов, содержащих требования к ИУС АЭС, в част- ности [3, 4]. В связи с тем, что в настоящее время осуществляется подготовка к введению в действие двух новых норматив- ных документов [5, 6] взамен НП 306.5.02/3.035, целесооб- разно также при разработке АСКУ ЯПУ учитывать требо- вания проектов указанных нормативных документов. Экспертные оценки документов, обосновывающих без- опасность АСКУ ЯПУ. Особенность экспертизы АСКУ ЯПУ заключается в том, что предметом экспертной оценки явля- ются два типа документов: 1) документы, обосновывающие безопасность ЯПУ в целом, в которых содержатся отдельные разделы, относящиеся к АСКУ; 2) документы, обосновыва- ющие безопасность непосредственно АСКУ ЯПУ. В 2012 г. ГНТЦ ЯРБ по заданию Государственной ин- спекции ядерного регулирования Украины были выпол- нены экспертизы следующих документов, обосновывающих безопасность ЯПУ в целом: «Ядерная подкритическая установка “Источник нейтро- нов, основанный на подкритической сборке, управляемый линейным укорителем электронов”. Проект» (далее — про- ект ЯПУ) [7]; «Ядерная подкритическая установка “Источник нейтро- нов, основанный на подкритической сборке, управляемый линейным укорителем электронов”. Предварительный отчет по анализу безопасности» (далее — ПОАБ ЯПУ) [8]. В указанных документах содержались разделы, посвя- щенные АСКУ ЯПУ, однако только с общей информацией по составу, структуре, функциям АСКУ и ее компонентов. Помимо этого предусмотрен выпуск и согласование с Государственной инспекцией ядерного регулирования Украины отдельного комплекта документов, обосновываю- щих безопасность непосредственно АСКУ ЯПУ. К настоящему моменту выполнена экспертиза доку- мента «Ядерная установка “Источник нейтронов, основан- ный на подкритической сборке, управляемой ускорителем электронов” ННЦ ХФТИ. Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установки “Источник нейтронов”. Техническое задание» [9]. По резуль- татам экспертизы в целом подтверждено соответствие ТЗ требованиям [2, 3]. После устранения нескольких замеча- ний Государственная инспекция ядерного регулирования Украины согласовала указанный документ. Особое внимание при проведении экспертных оценок следует уделить СУ ЛУЭ, которая разрабатывается по от- дельному техническому заданию. СУ ЛУЭ должна обес- печить отключение ускорителя при любых нарушениях нормальной эксплуатации и авариях, а также управление мощностью исходного пучка заряженных частиц, частотой и продолжительностью электронных импульсов согласно установленным проектом ЯПУ требованиям. Важность СУ ЛУЭ подтверждается недавними аварийными со- бытиями от 23.05.2013 на исследовательской установке в Японии [10]. Причиной аварии стала неисправность ге- нератора, который сгенерировал пучок протонов за очень краткий промежуток времени (5 мс при проектном значе- нии 2 с), что привело к перегреву и повреждению облуча- емой мишени. В ходе аварии генератор и ускоритель были отключены защитой, однако повторно ошибочно вклю- чены операторами. На последующих стадиях разработки и внедрения АСКУ объем проектных и обосновывающих безопасность документов должен быть расширен, в част- ности следует предоставить на рассмотрение следующие документы: проект АСКУ; программу и методику приемочных испытаний АСКУ на площадке разработчика; документы на этапе монтажа АСКУ: предварительный отчет по анализу безопасности (ПОАБ) АСКУ; программу и методику предварительных испытаний АСКУ в составе ЯПУ на площадке ННЦ ХФТИ; программу обеспечения качества разработки и внедрения АСКУ; план верифи- кации программного обеспечения АСКУ; отчет по ве- рификации программного обеспечения АСКУ; отчет по валидации АСКУ; проектную оценку надежности АСКУ (может быть представлена в составе проекта или ПОАБ); анализ реакции АСКУ на возможные отказы (может быть представлен в составе ПОАБ); анализ стойкости контуров управления и регулирования (в случае наличия); документы на этапе ввода в опытную эксплуатацию АСКУ: документы (акты, протоколы) о результатах прове- дения монтажа и пусконаладочных работ; отчет о резуль- татах предварительных испытаний АСКУ в составе ЯПУ; сведения о результатах метрологической аттестации изме- рительных каналов систем, которые входят в состав АСКУ; сведения об обучении персонала; программу опытной экс- плуатации АСКУ; программу и методику приемочных ис- пытаний АСКУ в составе ЯПУ; документы на этапе ввода в промышленную эксплуа- тацию АСКУ: отчет о результатах опытной эксплуатации АСКУ; акт и протоколы приемочных испытаний АСКУ; окончательный отчет по анализу безопасности АСКУ. Таким образом, предусматривается выполнение оценки безопасности на всех этапах разработки и внедрения АСКУ ЯПУ. Выводы 1. В АСКУ предусмотрен комплекс ИУС, включающий: пункт управления; управляющие системы безопасности; системы нормальной эксплуатации; автоматизированную систему радиационного контроля, которые обеспечивают контроль и управление всеми технологическими процес- сами ЯПУ. 2. По предварительным оценкам, АСКУ по составу и функциям отвечает базовым требованиям нормативно- го документа по обеспечению безопасности ЯПУ и иных норм, правил и стандартов по ядерной и радиационной безопасности. На последующих стадиях разработки и вне- дрения АСКУ должны быть разработаны и представлены детальные проектные и обосновывающие безопасность документы. ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 3(59).2013 61 Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы Список использованной литературы 1. Закон Украины № 1370-XIV «О разрешительной деятель- ности в сфере использования ядерной энергии» // Відомості Верховної Ради. — 2000. — № 9. — Ст. 68. 2. НП 306.2.183–2012. Общие положения безопасности ядер- ных подкритических установок / Государственная инспекция ядерного регулирования Украины. — К., 2012. — 67 с. 3. НП 306.5.02/3.035–2000. Требования по ядерной и радиаци- онной безопасности к информационным и управляющим системам, важным для безопасности атомных станций / Государственная ад- министрация ядерного регулирования Украины. — К., 2000. — 85 с. 4. ГНД 306.7.02/2.041–2000. Методика оценки соответствия информационных и управляющих систем, важных для безопас- ности атомных станций, требованиям по ядерной и радиационной безопасности / М-во екології та природних ресурсів України — К., 2000. — 48 с. 5. Нормы и правила по ядерной и радиационной безопасности. Требования по ядерной и радиационной безопасности к инфор- мационным и управляющим системам, важным для безопасности атомных станций: проект / Государственная инспекция ядерного регулирования Украины. 6. Информационные и управляющие системы, важные для без- опасности атомных станций. Общие технические требования: про- ект / Минэнергоугля Украины. 7. Ядерная подкритическая установка “Источник нейтронов, основанный на подкритической сборке, управляемый линейным укорителем электронов”. Проект. — Харьков: ООО «ХПКИ «ТЭП- СОЮЗ», 2012. — 2122 с. 8. Ядерная подкритическая установка “Источник нейтронов, основанный на подкритической сборке, управляемый линейным укорителем электронов”. Предварительный отчет по анализу без- опасности. — Харьков: ННЦ ХФТИ, 2012. — 752 с. 9. Ядерная установка “Источник нейтронов, основанный на подкритической сборке, управляемой ускорителем электронов” ННЦ ХФТИ. Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установки “Источник нейтронов”. Техни- ческое задание. — Харьков: ННЦ ХФТИ, 2012. — 117 с. 10. Accelerator Facility Accident Report. Incorporated Administrative Agency — Japan Atomic Energy Agency Inter University Research Institute — High Energy Accelerator Research Organization, 31 May 2013. Получено 12.07.2013.
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-97469
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 2073-6231
language Russian
last_indexed 2025-11-29T01:18:43Z
publishDate 2013
publisher Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
record_format dspace
spelling Калногуз, А.Н.
Олейник, В.В.
Демидов, Е.Н.
Клевцов, А.Л.
Дыбач, А.М.
2016-03-28T18:13:34Z
2016-03-28T18:13:34Z
2013
Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы и предварительные экспертные оценки / А.Н. Калногуз, В.В. Олейник, Е.Н. Демидов, А.Л. Клевцов, А.М. Дыбач // Ядерна та радіаційна безпека. — 2013. — № 3. — С. 54-61. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
2073-6231
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97469
621.039.681.5
Рассмотрены основные принципы структурного построения автоматизированной системы контроля и управления (АСКУ) ядерной подкритической установки (ЯПУ), управляемой линейным ускорителем электронов (ЛУЭ). Описаны состав и функции систем, входящих в АСКУ. Приведены сведения по вопросам экспертных оценок АСКУ ЯПУ, включающие нормирование требований к АСКУ.
Розглянуто основні принципи структурної побудови автоматизованої системи контролю і управління (АСКУ) ядерної підкритичної установки (ЯПУ), керованої лінійним прискорювачем електронів (ЛПЕ). Описано склад і функції систем, що входять до АСКУ. Наведено відомості з питань експертних оцінок АСКУ ЯПУ, що охоплюють нормування вимог до АСКУ.
The present paper considers the basic principles behind the architecture of instrumentation and control system (I&C) for the neutron source facility driven by a linear electron accelerator. The I& C layout and functions are described. Information on expert assessments is given, including standardization of requirements for I&C.
ru
Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
Ядерна та радіаційна безпека
Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы и предварительные экспертные оценки
Автоматизована система контролю і управління ядерної підкритичної установки: опис системи та регулювання безпеки
Instrumentation and Control System of the Neutron Source Facility: System Description and Preliminary Assessment
Article
published earlier
spellingShingle Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы и предварительные экспертные оценки
Калногуз, А.Н.
Олейник, В.В.
Демидов, Е.Н.
Клевцов, А.Л.
Дыбач, А.М.
title Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы и предварительные экспертные оценки
title_alt Автоматизована система контролю і управління ядерної підкритичної установки: опис системи та регулювання безпеки
Instrumentation and Control System of the Neutron Source Facility: System Description and Preliminary Assessment
title_full Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы и предварительные экспертные оценки
title_fullStr Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы и предварительные экспертные оценки
title_full_unstemmed Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы и предварительные экспертные оценки
title_short Автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы и предварительные экспертные оценки
title_sort автоматизированная система контроля и управления ядерной подкритической установкой: описание системы и предварительные экспертные оценки
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97469
work_keys_str_mv AT kalnoguzan avtomatizirovannaâsistemakontrolâiupravleniââdernoipodkritičeskoiustanovkoiopisaniesistemyipredvaritelʹnyeékspertnyeocenki
AT oleinikvv avtomatizirovannaâsistemakontrolâiupravleniââdernoipodkritičeskoiustanovkoiopisaniesistemyipredvaritelʹnyeékspertnyeocenki
AT demidoven avtomatizirovannaâsistemakontrolâiupravleniââdernoipodkritičeskoiustanovkoiopisaniesistemyipredvaritelʹnyeékspertnyeocenki
AT klevcoval avtomatizirovannaâsistemakontrolâiupravleniââdernoipodkritičeskoiustanovkoiopisaniesistemyipredvaritelʹnyeékspertnyeocenki
AT dybačam avtomatizirovannaâsistemakontrolâiupravleniââdernoipodkritičeskoiustanovkoiopisaniesistemyipredvaritelʹnyeékspertnyeocenki
AT kalnoguzan avtomatizovanasistemakontrolûíupravlínnââdernoípídkritičnoíustanovkiopissistemitaregulûvannâbezpeki
AT oleinikvv avtomatizovanasistemakontrolûíupravlínnââdernoípídkritičnoíustanovkiopissistemitaregulûvannâbezpeki
AT demidoven avtomatizovanasistemakontrolûíupravlínnââdernoípídkritičnoíustanovkiopissistemitaregulûvannâbezpeki
AT klevcoval avtomatizovanasistemakontrolûíupravlínnââdernoípídkritičnoíustanovkiopissistemitaregulûvannâbezpeki
AT dybačam avtomatizovanasistemakontrolûíupravlínnââdernoípídkritičnoíustanovkiopissistemitaregulûvannâbezpeki
AT kalnoguzan instrumentationandcontrolsystemoftheneutronsourcefacilitysystemdescriptionandpreliminaryassessment
AT oleinikvv instrumentationandcontrolsystemoftheneutronsourcefacilitysystemdescriptionandpreliminaryassessment
AT demidoven instrumentationandcontrolsystemoftheneutronsourcefacilitysystemdescriptionandpreliminaryassessment
AT klevcoval instrumentationandcontrolsystemoftheneutronsourcefacilitysystemdescriptionandpreliminaryassessment
AT dybačam instrumentationandcontrolsystemoftheneutronsourcefacilitysystemdescriptionandpreliminaryassessment