Foxboro I/A 给水控制系统系列 DCS
Foxboro I/A 给水控制系统系列 DCS
竞争优势
英维思运营管理使用 Foxboro® I/A Series® 分布式控制系统 (DCS) 提供一流的给水控制系统。近期实施的系统增强了操作理念，提高了启动和运行性能，并显著减少了计划外机组停运。
这些先进的控制技术减少了操作员之间的互动，增加了自动控制的时间，包括在启动和关机时（大多数机组都会跳闸），从而使整个控制系统在正常运行的同时，更有能力处理过程中的突发状况。
I/A Series 在奥马哈公共供电区投入使用之前的情况
在奥马哈公共供电区卡尔霍恩堡电站的给水控制装置上安装 I/A Series DCS 之前，存在许多运行难题。控制装置调整不当。在功率变化期间，液位扰动并不少见，低液位控制不佳。
该设施的高级核设计工程师 John Steinke 说："在旁路给水阀和主阀上安装 splitrange 3-Element 控制装置可实现自动控制，处理从旁路到主阀的切换。这减少了操作员的直接人工操作，从而降低了操作员的难度。我们还旋转了蒸汽发生器给水泵。分程三元件控制大大减少了与旋转这些泵相关的扰动。更精确的调整和控制最大限度地提高了机组的能力系数（发电能力），同时减轻了系统操作员的过重负担。迄今为止，我们还没有因为 DCS 而跳闸或获得额外的停机时间"。
控制装置安装后不久，曾发生过一次热井补水阀门无法打开的电厂瞬态事故。当时，操作员已经克服了将给水系统置于手动状态的本能，转而让控制系统采取行动。给水 DCS 的反应被称为 "出色"。对于使用 DCS 之前的控制装置的操作人员来说，这将是一个压力更大的事件。在多次类似事件发生后，运行部门都表示，如果没有在 DCS 上进行蒸汽发生器液位控制，机组就会跳闸。
田纳西流域管理局 I/A 系列事故后
田纳西流域管理局 Sequoyah 设施的电气工程师 Scott Gladney 认为，安装 DCS 和给水控制装置后，运行更加顺畅，单点故障减少。
Gladney 先生说："使用 DCS 给水控制装置后，我们每个机组消除了 40 多个单点故障。它还简化了第二台给水泵的启动。在启动第二台泵时，速度平衡曾经是一个操作员密集型的手动程序。I/A 系列块功能允许控制装置在自动状态下对泵进行完全平衡。我们从启动阀到主阀的切换过程大大简化。以前需要操作员手动切换，大约需要一个小时才能完成。现在则是自动完成，无需任何特殊操作。我曾亲眼目睹过在汽轮机联机（单机）时发生的阀门切换，当时蒸汽发生器中没有明显的液位扰动。
给水控制系统改进
以下简要介绍了英维思运营管理的核控制系统工程团队为整个核工业的各种给水控制系统提供的一些控制增强功能。
增强功能 #1 - 冗余传感器算法
冗余传感器算法 (RSA) 用于消除控制应用程序中的单点故障漏洞，提高系统的可靠性和稳健性，以及在整个燃料循环的全功率范围内自动控制电厂的能力。这些措施可使系统在部分或完全丢失其中一个冗余输入信号的情况下，尽量不影响或避免影响电厂运行或丢失重要的电厂过程信息。冗余从过程测量变送器开始。多个相互排斥的现场设备用于测量同一工厂过程变量。这些测量值通过独立的 I/O 设备（FBM）进入控制系统，进一步提高了这些信号的可靠性。此外，还需注意确保变送器位于独立的过程连接上，否则它们仍然容易受到单一故障的影响，如管道堵塞或传感线管道本身故障。
增强功能 #2 - 冗余阀输出
冗余阀输出用于消除控制应用中的单点故障漏洞，提高系统的可靠性和稳健性，以及在整个燃料循环的全功率范围内自动控制电厂的能力。I/A 系列现场总线模块包括 FBM218，能够为现场设备提供冗余的通道隔离输出。如果检测到其中一个现场总线模块发生故障，其输出将被驱动为 0 mA，跟踪模块中的相应通道将自动继续向输出电流回路提供适当的电流。
增强功能 #3 - 完全集成的单元件/三元件控制理念
传统上，给水控制系统在低功率时采用单元件控制，仅使用启动旁通阀来维持蒸汽发生器水位。当功率超过约 25% 时，则采用三要素系统，仅使用主给水调节阀 (MFWR)。蒸汽发生器液位通过蒸汽流量、给水流量和蒸汽发生器液位三要素得到更有力的控制。当反应堆功率从 20% 增至 25% 时，操作员会手动将单元件启动旁路阀切换至三元件主给水调节阀。同样，当反应堆功率从 25% 下降到 20% 时，操作员将手动从三元件中频水力发电机阀门转回到单元件启动旁路阀门。这些手动转换需要操作员的大量参与，也是造成许多非计划机组跳闸的原因。
