Особенности и опыт проектирования АСУ ТП на АЭС «Тяньвань»

В.Н.Осецкий, начальник ОСКУ СПбАЭП

1. Участники проекта и история подписания Трехстороннего Рамочного Контракта (ТРК)

Участниками проекта СКУ ТАЭС являются три стороны – Китайская в лице Цзянсузской Корпорации по ядерной энергии, Российская в лице ЗАО «Атомстройэкспорт» и Немецкая в лице фирмы «Сименс».

В соответствии с разделом 2 ТРК Немецкая сторона несет общую техническую ответственность за интерфейсы между цифровой СКУ и СКУ систем всей станции, включая инжиниринг, поставки и услуги до конца гарантийного периода ТАЭС. Также немецкая сторона несет ответственность за управление внутренними интерфейсами инжиниринга, поставок и услуг по СКУ на этапе проектирования, производства, испытаний, монтажа и пуско-наладки. Немецкая сторона должна представить требования по внутреннему интерфейсу СКУ Российской стороны и обеспечить их полноту и правильность на всех этапах создания и внедрения.

Российская сторона несет ответственность за выдачу исходных данных, чертежей и соответствующей технической документации, необходимых для инжиниринга, поставок и услуг по СКУ, а также должна разработать Руководство по внешним интерфейсам и проверить Руководство по внутренним интерфейсам, которое разрабатывается Немецкой стороной. С участием Немецкой стороны Российская сторона решит вопросы интерфейса между системой СКУ и технологическим оборудованием станции в период пуско-наладки.

Китайская сторона несет ответственность за координацию, информирование, ход работ и сотрудничество трех сторон, за процедуры лицензирования и утверждения Китайскими властями, за своевременное представление исходных данных и информации Немецкой и Российской сторонам, за утверждение и одобрение всей документации поставленной Немецкой и Российской сторонами.

Фирма «Сименс» была выбрана Заказчиком (JNPC) как проектировщик и поставщик системы контроля и управления. Однако по коммерческим соображениям в последний день переговоров по заключению ТРК было сделано перераспределение объема поставок по СКУ между Российской и Немецкой сторонами. Технические приложения к ТРК готовила Немецкая сторона, исходя из своего опыта проектирования и основываясь на технических средствах применяемых в Германии, что в последствии вызвало проблемы в части интерфейсов с технологическим оборудованием.

В результате изменения объема поставок Российская сторона дополнительно к специальным системам (ЭО СУЗ, АКНП, СКУД, СИАЗ) поставила следующие системы:

• СКУ противопожарной защиты (СКУ ПЗ);

• СКУ противопожарной вентиляции (СКУ ПВ);

• Система «Черный Ящик» (ЧЯ);

• Система радиационного контроля (СРК).

2. Подписание Поставочного Контракта между JNPC и фирмой «Сименс» и вступление его в силу

Подписание Поставочного Контракта между JNPC и фирмой «Сименс» состоялось в 8.07.1998 году, но вступление в силу Контракта произошло примерно через полгода. В этот период фирма «Сименс» достаточно инертно занималась вопросами проектирования СКУ, в связи с чем произошла задержка с началом проведения системных переговоров. Копия Поставочного Контракта была любезно предоставлена Российской стороне после неоднократных просьб. Также надо отметить, что в отличие от контрактов, которые подписывает JNPC с поставщиками оборудования из третьих стран, технические приложения Контракта с Немецкой стороной не парафировались российскими специалистами за исключением Технической Спецификации, которую разработал СПбАЭП. Такой подход вызвал разногласия в разделении объемов проектирования и поставок.

3. Условия выдачи исходных данных фирме «Сименс»

В соответствии с условиями ТРК п.2.1.3 «Российская Сторона несет ответственность за выдачу исходных данных, чертежей и технической документации, необходимых для инжиниринга, поставок и услуг по СКУ и несет ответственность за полноту и правильность выданных данных, чертежей и соответствующей технической документации…».

Объем исходных технических данных и документации и график их передачи определены в Приложениях 3 (Объем инжиниринговых услуг), 6 (Графики СКУ) и 7 (Концептуальная фаза проектирования) к ТРК».

4. Разработка концепций

На стадии концептуального проектирования российскими и немецкими специалистами были разработаны концепции:

• Управления энергоблоком;

• Автоматизации;

• Молниезащиты и заземления;

• Сигнализации;

• Пониженного напряжения;

• Прокладки кабелей.

Указанные концепции нашли свое отражение в строительной части, при подготовке заданий на автоматизацию и при проектировании электротехнической части.

При разработке материалов ПООБ (PSAR) были задействованы три стороны, а выпуск отчета выполняла российская сторона. Таким образом, своевременный выпуск отчета во многом зависел от передачи исходных данных Китайской и Немецкой сторонами. Поэтому в самом начале подготовки материалов был составлен график подготовки и передачи материалов с четким разделением зон ответственности.

5. Подготовка к стадии базового проекта

Разбивка всего оборудования станции на функциональные области –A,B,C,D,E,F, подобласти, группы, системы является спецификой проектирования фирмы «Сименс» нетрадиционной для российских проектировщиков, которую российские специалисты должны были осваивать в процессе работы.

Структура функционального деления представлена на рисунке. Предусмотрены следующие функциональные структурные единицы (от мелких единиц к крупным):

• функциональные группы (177 штук);

• функциональные подобласти (25 штук);

• функциональные области (6 штук).

Функциональные области (ФО) отражают основные комплексные функции, обеспечивающие функционирование ЭБ во всех режимах. Состав функциональных областей представлен ниже:

Обозначение
Наименование
A
Обеспечивающие системы АЭС
B
Очистка и удаление отходов
C
Отвод тепла к конечным потребителям
D
Второй контур
E
Первый контур
F
Турбогенераторная установка

Деление на функциональные области выполнено, исходя из последовательности использования функциональных групп при пуске энергоблока и исходя из того, что энергоблок управляется с БЩУ с трех автоматизированных рабочих мест - оператора реакторной установки (РУ), оператора турбинной установки (ТУ) и оператора вспомогательных систем РУ и ТУ. Функциональное деление выполняется специалистами технологами с учетом принципов технологического взаимодействия систем. Такое деление непосредственно влияет на процесс проектирования, строительства, пуско-наладки и ввода в эксплуатацию СКУ. Подготовка исходных данных и проектирование СКУ выполняется по функциональным областям от А к F. Соответственно изготовление шкафов автоматизации и их поставка на площадку строительства выполняется в той же последовательности, начиная с вспомогательных систем (электроснабжение, вентиляция, кондиционирование, обогрев, водоснабжение, канализация и т.д.), и заканчивая системами основного процесса производства электроэнергии. За счет строгого соблюдения последовательности проектирования, изготовления оборудования, поставки его на площадку строительства, монтажа и ввода в эксплуатацию сокращаются сроки строительства АЭС.

Фирма «Сименс» разработала 34 инжиниринговые процедуры, определяющие:

• форму, объем и содержание заданий, передаваемых российской стороной немецкой стороне (ЕР 02,03);

• принципы проектирования на средствах TXP, TXS (ЕР 10, 11, 14, 24, 29, 30);

• принципы прокладки кабелей СКУ (ЕР 13, 31);

• подключение к распределительным устройствам (ЕР15);

• общие требования к оборудованию и периферийным устройствам (ЕР 17);

• принципы проектирования видеокадров (ЕР 20, 21);

• принципы проектирования панелей «мозаики» щитов управления (ЕР 22);

• принципы функциональной классификации оборудования СКУ (ЕР 25);

• взаимодействия участников проекта СКУ (ЕР 04).

Данные процедуры разработаны фирмой «Сименс», исходя из ее опыта и практики проектирования цифровых систем контроля и управления для электростанций. Отдельные процедуры в ходе проектирования изменялись до 7 раз (например EP17). Процесс разработки и корректировки процедур растянулся на два года и четыре месяца, а следовательно повлиял на сроки передачи исходных данных фирме «Сименс».

Руководствуясь требованиями ТРК, Российская сторона уточнила объем необходимых и достаточных исходных данных Немецкой стороне в Протоколе от 9.04.1999 года, где согласовала следующий объем документов и программного обеспечения:

• Маска LP-MSR сигналов (определение сигналов для оперативного контроля);

• Маска LP-MSR приводов (основные данные по приводам);

• Маска LP-MSR измерений (основные данные по измерениям);

• Требования к заполнению вышеуказанных масок (перечень полей данных по СКУ);

• Содержание системных переговоров.

В ходе подготовки и проведения системных переговоров фирма «Сименс» неоднократно изменяла требования к форме и содержанию технологических заданий, что также потребовало от российских специалистов переоформления заданий по требованию Немецкой стороны. Подготовка функциональных планов на начальной стадии передачи заданий выполнялась российскими специалистами технологами «от руки», а затем функциональные планы стали оформляться на ПЭВМ. Создание видеокадров на начальной стадии переговоров было определено в виде эскизов (возможно от руки). В дальнейшем российская сторона согласилась с предложением фирмы «Сименс» оформлять эскизы видеокадров в графическом редакторе «Designer» (Версия 4) с учетом требований EP20 (выпущена только 28.01.2000) и каталога символов и цветов. Также были разработаны обзорные, информационные видеокадры, видеокадры процесса, что является дополнительным объемом работ не определенным ТРК.

После согласования объема и форм передачи заданий был разработан график разработки, рассмотрения, согласования и «заморозки» заданий по каждой функциональной группе. Процесс передачи заданий включал в себя стадию системных переговоров, доработки заданий и две стадии «заморозки» DF 1 и DF 2. После стадии DF 2 все изменения, вносимые в задание фирме «Сименс», выполнялись и выполняются на коммерческой основе.

Внесение изменений в задания выполнялись на всех стадиях в строгом соответствии с согласованной тремя сторонами процедурой.

Технологическое задание является частью проектной базы данных, которая создавалась фирмой «Сименс» и была доступна для пользования всем участникам проекта на всех стадиях.

На стадии разработки базового проекта совместно с фирмой «Сименс» были разработаны структурная и функциональная схемы СКУ ТАЭС, которые вошли в состав главы 3-5 Технического проекта, выпущенного в апреле 1999 года. Для стыковки технологического оборудования со шкафами автоматизации фирмы «Сименс» были разработаны стандартные интерфейсы подключений датчиков, исполнительных механизмов, распределительных устройств и др. При заключении договоров на поставку технологического оборудования, поставляемого их России и третьих стран, в качестве исходных технических требований использовались вышеуказанные интерфейсы.

Технологические задания (исходные данные) выдавались фирме «Сименс» по функциональным группам в соответствии с инжиниринговыми процедурами ЕР02, ЕР03, ЕР04. Сложность подготовки заданий заключалась в отсутствии окончательных технических данных по оборудованию, в том числе от поставщиков третьих стран. В результате чего российская сторона вынуждена была вносить уточнения в технологические задания после получения данных от поставщиков оборудования, что в соответствии с ТРК трактуется как изменение задания. Отдельные технологические задания в связи с отсутствием исходных данных от FANP не могли быть закончены, и были заморожены почти на год. Это привело к задержке проектирования СКУ по функциональным подобластям А5, А6 (вентиляция и кондиционирование). Отдельно нужно отметить этап системных переговоров, когда специалисты немецкой стороны, предварительно рассмотрев технологическое задание по функциональной группе, в личном контакте с технологами уточняли и предлагали решения по автоматизации с учетом возможностей СКУ. По каждой функциональной группе немецкая сторона создала лист открытых вопросов (LOP), который был закрыт при переходе от DF2 к DD.

После завершения передачи технологических заданий, фирма «Сименс» перешла к стадии детального проектирования и подготовила перечень необходимых ей исходных данных. Перечень требуемых фирмой «Сименс» данных предполагали передачу практически всего проекта станции (чертежи строительной части, технологического оборудования, компоновочные чертежи, координаты точек контроля, электроприводной арматуры, стендов датчиков, предложения по размещению соединительных коробок и пр.)

Также была затребована эксплуатационная документация для завершения разработки монтажной и пуско-наладочной документации фирмы «Сименс».

Российская сторона, учитывая предложения Немецкой стороны, также согласилась с необходимостью разработки LEFU (задание на автоматизацию функций безопасности). Эта работа является спецификой проектирования фирмы «Сименс», нетрадиционной для российских проектировщиков, которую российские специалисты СПбАЭП, ОКБ ГП и РНЦ КИ осваивали в процессе работы.

6. Передача исходных данных фирмой «Сименс» российской стороне на разных стадиях проектирования СКУ ТАЭС

Передача исходных данных Немецкой стороной Российской стороне предусмотрена статьей 2.2.26 ТРК. В ходе работ Немецкая сторона передавала информацию о цифровой системе контроля и управления на стадиях разработки:

• Предварительного проекта;

• Предварительного отчета обоснования безопасности (PSAR);

• Технического проекта;

• Рабочей документации;

• Окончательного отчета обоснования безопасности (FSAR).

Вся информация передавалась на английском языке, использовалась при выпуске вышеуказанных документов и направлялась Заказчику (JNPC) с подписями российских специалистов. Своевременное получение информации о типах выбранных фирмой «Сименс» измерительных приборов сдерживало выдачу заданий заводам-изготовителям технологического оборудования, так как отсутствовали данные о механическом интерфейсе приборов для измерений PH, электропроводности, влажности и др.

Также сдерживались проектные работы в электротехнической части из-за отсутствия информации о кабельных связях между оборудованием, поставляемым немецкой стороной (датчик – соединительная коробка - шкаф TELEPERM XP, XS). Часто данные полученные от фирмы «Сименс» невозможно было использовать в проектных работах из-за неполноты и несоблюдения формы представления информации, хотя требования передачи информации были переданы фирме «Сименс» в 2001 году.

7. График проектирования СКУ ТАЭС

В соответствии с ТРК фирма «Сименс» должна была руководствоваться графиком работ приведенным в Приложении 6. В Протоколе от 9.04.2000 года (п.7) Немецкая сторона должна была как можно скорее подготовить и передать Российской стороне откорректированный график проектирования СКУ, основанный на графиках второго уровня. Фирма «Сименс» ежеквартально изменяла свой график и не могла представить окончательной редакции соответствующей утвержденному графику второго уровня. На Трехстороннем совещании (протокол № JDPP-LAS0-31.01.2002-09 п.4) Немецкая сторона заявила, что «не может представить себе при каких условиях сроки выполнения работ по СКУ могут обеспечить ввод блока №1 ТАЭС в эксплуатацию по графику второго уровня».

В дальнейшем несоответствие графика работ по СКУ фирмы «Сименс» и графика второго уровня повлекло проблемы на стадии детального проектирования (DD) из-за того, что документация, выпускаемая российской стороной, разрабатывалась позднее, чем это требовалось для работ фирмы «Сименс» и наоборот, Российская сторона была вынуждена выпускать рабочую документацию не получив исходных данных от фирмы «Сименс». Координацию работ по графикам должен был осуществлять Заказчик, но это не всегда выполнялось.

8. Разработка и защита ОООБ

В соответствии с п.2.1.5 Трехстороннего Рамочного Контракта СПбАЭП выполнил разработку Главы 7 Окончательного Отчета по Обоснованию Безопасности (ОООБ) “Контрольно-измерительные приборы и управление” и Главы 18 “Человеческий фактор”. В подготовке материалов принимали участие специалисты ОКБ “Гидропресс” и фирмы ”Сименс”. Указанные главы были направлены на рассмотрение JNPC. После рассмотрения были получены вопросы, на которые даны ответы. После этого главы 7 и 18 переданы на рассмотрение надзорных китайских органов (NNSA). По результатам рассмотрения было проведено ряд совещаний, на которых были представлены дополнительные материалы и даны ответы на вопросы NNSA . В качестве дополнительного материала, например, был разработан «Функциональный анализ БЩУ» как приложение к главе 18, несмотря на то, что в соответствии с ТРК поставка БЩУ должна быть выполнена фирмой «Сименс», а значит и все проектные работы, включая функциональный анализ тоже. Фирма «Сименс», мотивируя необходимостью получения исходных данных для разработки БЩУ, практически вынудила Российскую сторону подготовить вышеуказанный документ и передать его Заказчику.

9. Миссии МАГАТЭ

В ходе проектирования и строительства ТАЭС была проведена 21 миссия МАГАТЭ.

Перечень миссий МАГАТЭ по ТАЭС

 

1
13-25 мая 1996 г.
Пекин
Оценка российских стандартов безопасности, использованных в проекте ТАЭС.
2
28 июля- 8 августа 1997 г.
Санкт-Петербург
Экспертиза проекта АЭС-91 в части обеспечения безопасности.
3
24-26 ноября 1999 г.
Пекин
Защитная оболочка здания реактора и управление авариями.
4
22-26 ноября 1999 г.
Пекин
Топливо
5
22-30 ноября 1999 г.
Пекин
Вероятностный анализ безопасности первого уровня для внутренних исходных событий
6
26-30 июня 2000г.
Подольск
Проектирование систем защиты РУ, обоснование радиационного срока службы корпуса.
7
25-29 сентября 2000 г.
Эрланген
Экспертная оценка концептуального проекта СКУ.
8
13-17 ноября 2000г
Пекин
PSAR
9
13-17 ноября 2000 г.
Москва
Вероятностный анализ безопасности первого уровня для внутренних исходных событий
10
23-28 апреля 2001г
Санкт
Петербург
Стратегия управления тяжелыми авариями.
11
14-18 мая 2001г.
Эрланген
Система защиты реактора и валидация и верификация программного обеспечения.
12
5-9 ноября 2001 г.
Эрланген

Проект БЩУ и РЩУ

13
3-7 сентября 2001 г.
Пекин
Требования к лицензированию целостности систем теплоносителя
14
2002 г
Темелин, Чешская республика
Анализ общей программы ввода в эксплуатацию
15
16-20 сентября 2002 г.
Ляньюнган
Проект активной зоны и стратегия перегрузки топлива.
16
21-25 октября 2002 г.
Санкт Петербург
Вероятностный анализ безопасности первого уровня для внутренних исходных событий
17
28 октября  – 1 ноября 2002 г.
Санкт Петербург
Анализ риска пожаров
18
3-11 ноября 2003г.
Ляньюнган
Пуск без источника нейтронов.
19
2003 г.
Ляньюнган
Эксплуатационные и аварийные процедуры
20
22-27 февраля 2004 г.
Ляньюнган
Вероятностный анализ безопасности первого уровня для стояночных режимов.
Вероятностный анализ безопасности второго уровня
21
2005 г.
Ляньюнган
Пуск без источника нейтронов.

Из таблицы видно, что четыре миссии были проведены непосредственно по СКУ. По всем миссиям даны положительные заключения экспертов МАГАТЭ.

10. Монтаж, пуско-наладка и ввод в эксплуатацию СКУ

В ходе монтажа оборудования на площадке строительства постоянно присутствовали специалисты ЗАО «АСЭ», СПбАЭП (ГРАН) и фирмы «Сименс». Координацию работ на площадке осуществляли специалисты отдела СКУ Заказчика. Проводились регулярные (еженедельные) оперативные совещания трех сторон. При необходимости привлекались специалисты «Атомтехэнерго», других поставщиков оборудования СКУ. Для взаимодействия сторон на площадке строительства был разработан ряд процедур. Необходимые изменения в проект вносились по согласованной процедуре и согласовывались со всеми участниками проекта. Корректировка документации и доработка оборудования фирмы «Сименс» выполняется на коммерческой основе с передачей Заказчику необходимых расшифровок трудозатрат и документов, подтверждающих необходимость внесения изменений. Заказчик осуществляет учет внесенных изменений и контроль за правильностью определения ответственной за изменение стороны.

11. Разработка системного проектного файла (СПФ)

Российская сторона в соответствии с ТРК должна разработать и передать Заказчику системный проектный файл (СПФ). Для его разработки была подготовлена инжиниринговая процедура J-Eng. 4.04 определяющая объем, форму и содержание. Документация СПФ составлена по технологическим системам, а не по функциональным группам. Немецкая сторона также участвовала в разработке своей части СПФ. Немецкая Сторона передала Китайской и Российской Сторонам компакт-диск с окончательной версией документации СПФ к главам 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.7, 8.2, 9.3, 11.2, 12, 13 в конце 2003 года, в которую вошла документация, сортированная по разделам в соответствии с перечнями объектов управления и измерений, переданных Российской стороной для каждой технологической системы. Содержание СКУ безопасности (LEFU) (RTS, ESFAS, RLS и APC) вошло в отдельный СПФ, а не в СПФ технологических систем.

Российская сторона подготовила и передала Заказчику график поставки СПФ. В ходе работы указанный график корректировался по причине задержки материалов фирмы «Сименс».

Внесение изменений в СПФ выполняется фирмой «Сименс» на коммерческой основе аналогично внесению изменений в рабочую документацию.

12. Координация работ на всех стадиях проекта

В соответствии с п.2.3.1 ТРК «Китайская сторона несет ответственность за координацию, информирование, ход работ и сотрудничество трех сторон…».

Руководствуясь данным определением ответственности, Китайская сторона на всех этапах создания СКУ осуществляла координацию действий трех сторон путем организации необходимых совещаний, переговоров всех уровней. Перечень проводимых переговоров и совещаний рабочих групп представлен на слайде № 9.

Отдельно нужно отметить взаимодействие российских проектных организаций между собой и взаимодействие с поставщиками специальных систем российской поставки.

Для определения зон ответственности между Генеральным проектировщиком, Главным конструктором РУ и Научным руководителем была разработана и утверждена «Ведомость разделения работ по проекту АЭС с РУ ВВЭР-1000 для Китая». При взаимодействии между Генпроектировщиком и поставщиками оборудования и систем российской поставки возникали определенные трудности в части получения исходных данных из-за отсутствия прямых договорных обязательств. В договорах на поставку с ЗАО «АСЭ» не всегда присутствовали обязательства предприятий промышленности по передаче Генеральному проектировщику необходимых технических данных по поставляемому на ТАЭС оборудованию.

Таблица в формате .doc

По материалам семинара «Применение АСУ ТП в проектах по сооружению российских АЭС за рубежом»

назад

Материалы из архива

8.2007 Атомная синергетика Дальнего Востока

Виталий Корепанов, ВШБ МГУ, Химфак МГУАтомная отрасль способна эффективно решать первостепенные геостратегические задачи России на Дальнем Востоке – развитие инфраструктуры и интеграцию со странами АТР. А ее конкретные проекты обеспечивают синергетический эффект от реализации важнейших стратегических инициатив современной России. Атомная программа на Дальнем Востоке насчитывает 20-летнюю историю.

6.2009 Как сокращали морские стратегические ядерные силы

В.В.Мурко, инженер-кораблестроитель, директор судоремонтного завода «Нерпа» в Снежногорске (1972-1983 гг.), президент ОАО «Морское кораблестроение» (1993-2004 гг.)28 ноября 1988 г. ЦК КПСС и СМ СССР издали Постановление «О развитии морских стратегических ядерных сил», в котором предписывалось к началу XII пятилетки завершить разработку комплекса Д-19УТТХ и осуществить перевооружение ТРПК СН проекта 941.

5.2009 Перспектива развития энергетики с точки зрения науки

Н.Н.Пономарев-Степной, вице-президент Курчатовского института, академик РАН: - Наверное, 47 лет назад… я летал на самолете с атомным реактором. Вы знаете, тогда действительно атомная отрасль накопила очень могучие силы и мозговые, и интеллектуальные, и производство, и хотела попробовать эти силы в самых разных направлениях. В том числе, это атомный самолет, атомная ракета, т.е. ракета с ядерным двигателем, и космические установки… Я назову это ближайшее время…