一、概況
　　
　　1.1工程概況
　　
　　秦山核電二期工程是我國自主設(shè)計、自主建設(shè)的國產(chǎn)核電項目，安裝兩臺容量為2×600MW機(jī)組，為兩環(huán)路壓水堆核電站，設(shè)計壽命為40年，屬于國家特級工程。*臺機(jī)組于2002年7月17日投產(chǎn)發(fā)電。
　　
　　1.2設(shè)計分工
　　
　　根據(jù)設(shè)計合同三個設(shè)計院的設(shè)計分工為：核工業(yè)第二研究設(shè)計院作為總包院承擔(dān)總體技術(shù)及設(shè)計協(xié)調(diào)與管理責(zé)任并負(fù)責(zé)核電站的總體、部分核島、部分BOP廠房的設(shè)計工作；華東電力設(shè)計院負(fù)責(zé)常規(guī)島部分的設(shè)計工作包括汽輪機(jī)廠房、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、主變廠變等開關(guān)站；核動力研究設(shè)計院負(fù)責(zé)反應(yīng)堆及反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的設(shè)計工作。常規(guī)島熱工自動化控制的設(shè)計范圍為常規(guī)島汽輪發(fā)電機(jī)組的熱工控制設(shè)計、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)控制及暖通系統(tǒng)的熱工控制設(shè)計。
　　
　　二、儀控設(shè)計接口
　　
　　2.1主控制室的接口
　　
　　常規(guī)島系統(tǒng)設(shè)備與核島系統(tǒng)設(shè)備一起按單元制采用主控制室集中控制方式。每臺機(jī)組設(shè)一個獨立的主控制室，并布置在電氣廠房19.40米層。依據(jù)主控制室設(shè)計與功能配置相一致的原則，要求控制臺和控制盤上的常規(guī)島監(jiān)控設(shè)備與核島執(zhí)行類似功能的監(jiān)控設(shè)備的外觀和操作方式相一致。整個主控制室的臺和盤由核工業(yè)第二研究設(shè)計院統(tǒng)一設(shè)計布置，主控制室臺和盤上的儀表和控制裝置采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和型號，在滿足主控制室的總體設(shè)計和布置要求的前提下，常規(guī)島提供一份常規(guī)島臺/盤設(shè)備清冊，由總包院根據(jù)該清冊統(tǒng)一協(xié)調(diào)布置。
　　
　　為使常規(guī)島與核島在主控制室的人機(jī)界面相一致，常規(guī)島在主控制室保留了為汽輪發(fā)電機(jī)組啟動、并網(wǎng)、升/降負(fù)荷和停機(jī)時使常規(guī)島所有設(shè)備安全運行以及正常發(fā)電管理所需要的常規(guī)控制、指示、記錄儀表和報警裝置。除了幾個需緊急操作的對象外，其他在主控制室的操作開關(guān)和按鈕都經(jīng)I/O接入DCS，通過DCS的邏輯控制被控對象。旁路DCS的被控對象有：手動停機(jī)、凝汽器真空被壞閥、汽機(jī)交流油泵、汽機(jī)直流油泵和盤車控制。
　　
　　常規(guī)島的電子設(shè)備間和繼電器間位于電氣廠房15.5米層和11.5米層，房間內(nèi)盤柜由常規(guī)島布置并提資給總包院歸口。常規(guī)島的電子設(shè)備間和繼電器間分別布置常規(guī)島的DCS、DEH、ETS、TSI機(jī)柜和常規(guī)島繼電器柜、電源分配柜。
　　
　　2.2KIT的接口
　　
　　根據(jù)業(yè)主和總包院的要求，DCS中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）功能統(tǒng)一由核島的電站過程計算機(jī)系統(tǒng)（KIT）完成，因此，常規(guī)島系統(tǒng)中一部分I/O信號直接進(jìn)了核島的KIT，DCS不配操作員站，與KIT/KPS共享。在施工圖設(shè)計時，常規(guī)島提供一份常規(guī)島進(jìn)KIT的I/O信號清單給總包院，由總包院匯總后提給KIT系統(tǒng)制造商進(jìn)行I/O配置。
　　
　　2.3電纜接口
　　
　　電氣廠房內(nèi)的電纜橋架及電纜路徑由總包院設(shè)計，汽機(jī)廠房內(nèi)的電纜橋架及電纜路徑由常規(guī)島設(shè)計，電氣廠房與汽機(jī)廠房的電纜橋架層數(shù)、尺寸及電纜敷設(shè)的要求雙方商定，電纜接口位置在離汽機(jī)廠房1米處。常規(guī)島汽機(jī)廠房進(jìn)入電氣廠房的電纜，由常規(guī)島提出電纜清冊，總包院負(fù)責(zé)敷設(shè)和確定其在電氣廠房內(nèi)的路徑。電纜編號、起終點及電纜型號、規(guī)格由常規(guī)島定，電纜長度兩家分別統(tǒng)計。
　　
　　2.4控制系統(tǒng)接口
　　
　　2.4.1負(fù)荷控制
　　
　　本工程負(fù)荷控制方式有二種，一種方式是常規(guī)島汽輪發(fā)電機(jī)組控制和核島反應(yīng)堆控制都是手動；另一種方式是核島反應(yīng)堆控制通過測量汽機(jī)*級壓力跟蹤汽機(jī)負(fù)荷來調(diào)節(jié)反應(yīng)堆出力即堆跟機(jī)方式。
　　
　　2.4.2旁路控制系統(tǒng)
　　
　　汽機(jī)旁路控制系統(tǒng)歸核島設(shè)計，常規(guī)島僅負(fù)責(zé)蒸汽排放到凝汽器的12只旁路閥和2只減溫水噴水閥。這些閥門接受核島控制系統(tǒng)來的調(diào)節(jié)信號和超馳開關(guān)控制信號，同時把常規(guī)島的閥位信號及凝汽器可用信號送給核島控制系統(tǒng)。
　　
　　2.4.3給水控制系統(tǒng)
　　
　　三臺電動給水泵的轉(zhuǎn)速均由給水流量控制系統(tǒng)控制，由常規(guī)島負(fù)責(zé)設(shè)計，在DCS中實現(xiàn)。整套機(jī)組的給水流量控制實行二級控制，*級控制由高壓加熱器出水母管與蒸發(fā)器出口蒸汽母管壓力差控制電動給水泵的轉(zhuǎn)速，這個壓差是蒸汽流量的函數(shù)，它是一個變數(shù)，所以這個控制是一個變定值調(diào)節(jié)。第二級控制是以核島各蒸汽發(fā)生器液位為主調(diào)參數(shù)，來控制蒸汽發(fā)生器入口的給水調(diào)節(jié)閥開度，保持蒸汽發(fā)生器液位在正常液位。這第二級控制是由核島蒸汽發(fā)生器水位控制系統(tǒng)控制的，在低負(fù)荷時（小于15％額定流量）為雙沖量（蒸汽發(fā)生器水位和負(fù)荷）控制，通過調(diào)節(jié)旁路調(diào)節(jié)閥控制蒸發(fā)器水位，在高負(fù)荷時（從15％額定流量到100％額定流量）為三沖量（蒸汽發(fā)生器水位、給水流量和蒸汽流量）控制，通過調(diào)節(jié)給水主調(diào)節(jié)閥控制蒸發(fā)器水位，旁路調(diào)節(jié)閥保持開啟狀態(tài)。給水泵轉(zhuǎn)速控制和給水調(diào)節(jié)閥控制密切相關(guān)，調(diào)節(jié)蒸汽發(fā)生器水位時是相互影響的，但這二級控制系統(tǒng)在設(shè)計上是相互獨立的，當(dāng)負(fù)荷擾動要求增加蒸汽流量時，為了用較高的給水流量來補(bǔ)償蒸汽流量的增加，蒸汽發(fā)生器水位控制回路調(diào)大給水閥開度，給水閥的開啟使給水母管壓力下降，造成實測的汽/水差壓減小，而這時外適應(yīng)負(fù)荷增加使汽/水差壓整定值增大，這就引起給水泵的加速，向蒸汽發(fā)生器輸送更大的流量。蒸汽發(fā)生器水位控制系統(tǒng)依靠把給水閥調(diào)整到所要求的開度來調(diào)節(jié)通往蒸汽發(fā)生器的流量，給水泵轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)調(diào)給水泵的轉(zhuǎn)速使汽/水差壓重新回復(fù)到新的整定值。
　　
　　在給水調(diào)節(jié)閥兩側(cè)設(shè)有給水隔離閥，給水隔離閥由常規(guī)島設(shè)計，由SCS控制，同時下游給水隔離閥（近蒸發(fā)器）接受核島反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)來的控制信號，當(dāng)收到緊急脫扣信號時，下游給水隔離閥在20秒內(nèi)關(guān)閉。該保護(hù)信號有A、B兩列，直接接到就地下游給水隔離閥的控制回路上
　　
　　2.5保護(hù)系統(tǒng)接口
　　
　　保護(hù)系統(tǒng)接口是指核島反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)與常規(guī)島汽輪發(fā)電機(jī)組保護(hù)系統(tǒng)間的信號接口，信號有二類：核島反應(yīng)堆要求跳汽機(jī)的信號和汽機(jī)已跳閘的反饋信號，這些保護(hù)信號都有A、B兩列。代表汽機(jī)已跳閘的信號是主汽門及再熱主汽門關(guān)位置限位開關(guān)信號和汽機(jī)AST油壓信號。
　　
　　三、設(shè)計總結(jié)
　　
　　本工程儀控設(shè)計中遇到的zui大問題是常規(guī)島與核島的控制方式和控制水平不一致的問題，核島控制是以常規(guī)監(jiān)視儀表和常規(guī)操作設(shè)備為主的模擬控制方式，而常規(guī)島采用DCS作為控制系統(tǒng)，是數(shù)字化的計算機(jī)控制方式。為了保持與核島人機(jī)界面的一致性，常規(guī)島保留了大量的常規(guī)控制、指示、記錄儀表和報警裝置，DCS的有些功能和優(yōu)勢都無法發(fā)揮。建議今后在核電站的設(shè)計中應(yīng)把整個核電站核島和常規(guī)島的控制作為一個整體統(tǒng)一考慮，兩者的控制方式和控制水平應(yīng)一致，尤其不同行業(yè)的設(shè)計院參加一個核電站設(shè)計時，在確定核電機(jī)組控制水平時，需協(xié)商解決好這一重大原則問題。
　　
　　本工程遇到的另一個問題就是常規(guī)島和核島間的儀控信號接口問題。一般國內(nèi)核電站的常規(guī)島和核島由不同的設(shè)計院設(shè)計，由于受觀念和設(shè)計經(jīng)驗影響，來自不同行業(yè)的設(shè)計院對控制信號的接口分工及接口方式有不同的理解和要求，隨著施工圖設(shè)計的進(jìn)行，控制接口問題就不斷出現(xiàn)。再加上核電站設(shè)計對質(zhì)保要求非常嚴(yán)格，因此常規(guī)島與核島的接口問題非常多，需要協(xié)調(diào)的地方也非常多，如何搞好工程接口項目管理是一個重大的課題，在核電工程設(shè)計中需要重視接口管理和協(xié)調(diào)解決好接口問題。
　　
　　關(guān)于電纜設(shè)計，由于核島和常規(guī)島電纜敷設(shè)方式及設(shè)計深度的不同，在設(shè)計院之間的電纜設(shè)計配合及以后施工單位電纜敷設(shè)過程中遇到了許多問題。因此不同設(shè)計院的電纜敷設(shè)方式及深度應(yīng)一致，涉及二方及以上單位的電纜應(yīng)由一個單位統(tǒng)一歸口或成立專門的電纜小組來解決。
　　
　　相對火電設(shè)計，國內(nèi)核電站設(shè)計規(guī)程和規(guī)范比較少并在逐步制訂和*之中，很大部分是套用法國、美國等國外的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。因此，國內(nèi)設(shè)計院如能積極開展對核電技術(shù)發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的研究和學(xué)習(xí)，并在此基礎(chǔ)上不斷補(bǔ)充和*國內(nèi)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，將有利于國內(nèi)核電設(shè)計水平的進(jìn)一步提高，有利于更大容量核電機(jī)組的自主設(shè)計。
　　
　　核電設(shè)計另一個重要問題就是核安全或核安全文化，就國內(nèi)核電站設(shè)計而言，常規(guī)島部分通常由火電設(shè)計院設(shè)計，一直從事火電設(shè)計的設(shè)計院對核島系統(tǒng)尤其對核安全相關(guān)的內(nèi)容不熟悉或核安全意識不強(qiáng)，在工作中有必要加強(qiáng)這些方面的學(xué)習(xí)和提高，否則隨著核電設(shè)計院參加核電站設(shè)計臺數(shù)的增加，設(shè)計經(jīng)驗的提高，火電設(shè)計院將失去核電設(shè)計市場的競爭力。