1、c s OC?主二千E .J 中华人民共和国核工业标准EJ 442-89 核电厂操纵员培训模拟器, I 19& 9- l2-28发布199D- 07-Ol实施中国核工业总公司发布申华人民共和国核工业标准EJ 442-89 核电厂操纵员培训1(模拟器1 主题肉害与适用范围本标准规定了核电厂控制室操纵员培训用全范围模拟器的最低功能要求。规定了控制室仪表和控制器的模拟程度、性能和功能准则。本标准适用于核电厂模拟器的设计租使用。2 号!用标准HAF 0301 核电厂人员配备和运行人员的招聘、培训和授权3 术语3. 1 重操backtrack 模拟器从当前时刻退回到以前按指定时间间隔自动记录的某组工况，
2、以便重新操作。3.2 重演rep lay 模拟器从当前时刻退回到以前按指定时间间隔记录的某组工况，重新演示其动态过程。3.3 最佳估算best estimate 以工程估算或运行评价为依据的参考电厂响应数据。3.4 计算值computed values 用数学模型计算并存入模拟器计算机储存器中的物理参数。3.5 关键参数criticaL parameter 趴在手控条件下，要求直接和连续观测电厂运行的那些参数;b. 电厂安全系统的输入参数，。3.6 冻结freeze 在该状态下p动态模拟被中断并稳定在当前时刻的瞬态状况，直到模拟器解除4冻结方式p重新恢复动态模拟为止。3. 7 全范围模拟器fu
3、tl scope simulator 具有详细模拟参考电厂各系统，且操纵员能在控制室中操作的一种模拟器p它包括控制室控制台屏。这种模拟器应能演示参考电厂的正常和异常工况的响应。3.8 功能性模拟硬件functionaLLy simulated hardware 中国核工业总公司1989-12-28批准1990-07-01实撞EJ 442-89 与实时模拟有动态接口的硬件。3.9 初始条件initialization condition 表示参考电厂实时模拟开始状态的套数据。3.10 有限范围模拟器limited scope simulator 对电厂或子系统装置作有限模拟的一种模拟器，这种模拟
4、器演示基本的工作原理。3.11 故障malfunction 电厂设备的性能失效或下降。3.12 操作控制台屏operational control panels 控制台屏是操纵员完成所要求的手动安全操作、设备监视以及在正常工况和事故工况下监测电厂运行情况的设备。3.13 操纵员培训11opera tor training 按HAF0301的规定p对新的和己持有执照的核电厂反应堆操纵员和高级操纵员所进行的培训。3. 14 未察故障passive malfunction 直到受影响的系统起作用时才发现的那些故障。3. 15 部分任务模拟器part-tasksimulator 具有详细模拟特定电厂有
5、限数量部件或子系统的一种模拟器。这种模拟器演示有限数量部件事宽子系统的期望响应。3. 16 实时模拟real tme simulation 按照参考电厂动态性能相同的时基、顺序、持续时间、速率和加速度所进行的动态性能模拟。3. 17 参考电厂reference plant 确定模拟器控制室配置、系统控制方案和模拟器设计数据所依据的特定核电厂。3. 18 抽点储存snapshot 对现时工况，在任何点上即时的储存。于是，储存的工况成为一个暂时初始条件p且可反复调用。3. 19 外观模拟硬件visually simulated hardware a. 在参考电厂控制台屏上有的、但设有实时模拟动态接
6、口的硬件(例如=开方器、加法器。扎在控制台屏正面模拟的外观硬件。4 要求EJ 442-89 4.1 嚣罐核电厂模拟器主要是作为一种培训l装置，用以对核电厂操纵员进行初次培训和再培训。模拟器也可作为种考核工具。模拟程度必须达到U:操纵员在模拟器上进行的操作，可引导出在参考电厂采用相同的步骤。模拟的范围必须允许在不超过模拟器运行限值的情况下，控制模拟从瞬态到达某种萄定工况。4.2 模掘嚣的功能由操纵员操作、非操纵员操作、操纵员误操作、电厂自动控制和固有的运行特性导致的模拟器响应，其逼真度必须在性能准则见第5章的限值内，必须使操作员观察不出模拟控制室仪表响应与参考电厂控制室仪表响应之间的差异。4.2
7、.1 电厂的正常操作模拟器必须能实时地连续地模拟参考电厂的运行，模拟器必窥计算相应于特定运行工况下的电厂系统参数，并在适当的仪表上显示这些参数，且给出相应的报警信号或保护系统的动作，或两者兼有。模拟器必须具有参考电厂操纵员正常操作的最低的运行功能，这些功能有za. 电厂启动一一从拎态到热备用态。启动状态必须从冷停堆状态的温度和压力下开始;b. 从热备用状态到额定功率的核启动;c. 汽轮机启动与发电机同步;d. 反应堆事故停堆后随即恢复到额定功率;e. 热备用状态下的运行;f. 负荷变化;9. 低于反应堆冷却剂总流量情况下的启动，停堆和带功率运行;h. 从额定功率到热备用状态，再怜却到冷停堆状况
8、下的电厂停机;i. 堆芯性能试验:如电厂热平衡p停堆深度的确定，以及测量反应性系数和控制棒价值p这些试验可利用原设置的仪表进行;j. 操纵员实施的与安全有关的设备或系统的监视试验。4.2.2 电厂故障4. 2. 2. 1 确定要模拟的故障类型和数量应该以设计性能为依据，而且在模拟器上设置故障是操纵员墙训课程的一个组成部分。故障评价过程应该利用:a. 营运单位的事故报告;b. 风险慨率评价研究;c. 核蒸汽供给系统和其他辅助系统的设备制造厂提供的可用性和可靠性数据，以及技术情报工作通报;EJ 442-89 d. 现场考察和特定装置的运行经验;e. 国家核安全局的规定和通报。模拟器必须能实时地模拟
9、异常工况和事故工况。其中包括用以验证电厂固有响应和电厂自动控制作用的故障。在参考电厂安全分析报告中分析的各类事故，凡是能在控制仪表上引起指示显著变化且认为适用于模拟器培训的每一类事故都应予以模拟。操纵员的操作取决于故障的严重程度例如z冷凝器真空度下降，蒸汽管道破裂、冷却剂丧失、给水流量降低等等)，为了演示电厂般障的严重程度，模拟器必须能调节故障的变化范围。其余事故必须包括与电气系统、辅助系统、专设安全设施、蒸汽系统、反应堆怜却系统以及仪表和控制系统有关的多种故障。4.2.2.2 故障必须包括:a. 反应堆冷却剂丧失:压水堆蒸汽发生器的严重泄漏、安全壳的内部和外部的泄漏、反应堆怜却剂管道大、小破
10、口、安全间和卸压闽故障;b. 仪表气源丧失达到整个系统或单根气管丧失压力p并影响电厂的静态和动态运行性能;C. 电厂的电源丧失或功能退化:包括外电源丧失，事故电源丧失p备用发电机故障，向电厂配电盘供电的总电源丧失和供给控制室仪表指示或影响电厂控制功能响应的专用仪表总电源丧失交流以及直流);d. 由于单台或多台泵故障丧失了堆芯主怜却剂的强迫锯环;e. 怜凝器真空度下降p包括水位控制失灵;f. 厂用水或供给单个设备的怜却水丧失;g. 停堆冷却*丧失;h. 设备冷却系统或单个的设备怜却水丧失;i. 正常给水丧失或正常给水系统故障;j. 总给水正常的和应急的丧失;k. 保护系统通道故障;l. 控制棒故
11、障z包括卡棒、滑棒、落棒、控制棒失步p控制棒失配;m. 不能驱动控制棒;n. 燃料包壳破损，导致反应堆怜却剂或废气中的高放射性，同时伴随高放射性报警;O. 汽轮机脱扣;p. 发电机脱扣及主给水管道破裂(安全壳内部和外部): q. 影响反应性和堆芯热量排出的自控系统故障;r. 反应堆冷却剂压力和容积控制系统故障;4 EJ 442-89 S. 紧急停堆;t. 主蒸汽管道以及主给水管道破裂(安全亮内部和外部hU. 核仪表故障;V. 过程检测仪表、报警器和控制系统故障;W. 系统中的未察故障，如专设安全设施、事故给水系统中的未察故障;X. 自动紧急停堆系统故障。模拟器的响应必须与电厂的实际响应或最佳估
12、算响应见第5章相比较。安全分析的预测响应是根据保守的初始条件和一些假设为基础的，不可能精确地反映电厂的实际响应，因此，模拟器响应与安全分析结果比较可能出现较大的差异，此差异必须根据最佳估算结果加以分析。在故障时，模拟器必须提供给操纵员为恢复电厂正常运行或减轻事故后果而采取动作的功能，直至稳定、可控并且能连续达到冷停堆安全状况为止，或直至模拟器达到运行限值为止见5.3条。4.3 模拟器环境4.3.1 控制台屏模拟程度模拟器必须配备装有控制器、仪表、报警器和其他人机接口的控制台屏，以便完成4.2. 1 条电厂的正常运行操作和4.2.2条中电厂故障的响应。设计的控制台屏必须与所模拟的参考电厂相应硬件
13、的大小、形状、颜色以及布置都完全相同。4.3.2 控制台屏上的操作设备模拟控制台屏上的操作设备与所模拟的参考电厂相应硬件的大小、形状、颜色以及布置完全相同。某些外观模拟硬件，虽然学员在培训期间不使用，也应按上述原则考虑。从功能上模拟的和外观模拟的硬件必须按参考电厂控制室的那些硬件复制。其部件和仪器的布置尺寸可能稍布偏差，但不应影响操纵员的动作。显示给操纵员的电厂信息也必须采用与参考电厂相同的方式和单位。模拟器必须包括在正常运行、异常运行及事故过程中起作用的测量仪表、记录仪、开关、信号装置、控制器、电厂计算机接口硬件和其他部件及显示器。4.3.3 控制室环境必须尽可能多地按实际情况合理地模拟控制
14、室的环境条件p如汽轮机噪音、控制棒行程计数器噪音、地面、障碍物和照明。在执行远距离活动时p模拟器教员必须能利用控制室操纵员与辅助操纵员或其他的支持活动所用的通信系统，与相应的通信系统联络。4.4 应模拟的系统和完整程度4.4.1 控制室控制的系统所模拟的参考电厂各个系统及其模拟的程度必须达到所需的范围，以便完成4.2.1条中参考电厂的规定操作和4.2.2条中的故障模拟。必须同参考电厂一样执行这些控制操作并观El 442-89 测电厂响应。这里必须包括控制系统与其他模拟系统的相互作用并提供整个系统的综合响应。4.4.2 控制室外的系统运行或控制功能必须模拟控制室外的操作系统或给模拟模型提供某些输
15、入，以便执行4.2.1条中规定的参考电厂的运行操作和4.2.2条中规定的故障模拟。必须使模拟器上培训的学员按照参考电厂的类似方法与远距商动作发生联系。4.5 模拟器的培训功能4.5.1 初始条件模拟器必须具有最低为20个初始条件的贮存能力，按照培训大钢要求，模拟器开始运行时，最少必须提供10个初始条件p而且必须包含电厂的多种运行条件，裂变产物的毒物浓度和堆芯寿期的不同阶段。4.5.2 故障能够方便地引入和终止4.2.2条中列举的电厂故障。应能模拟设计或运行经验引入的井发故障或按顺序发生的故障，或两者兼有。故障的引入应采用参考电厂中发生故障时的方式去提醒操纵员。由运行经验提出的旦未包括在4.2.
16、2条中的外加故障必须作出相应的规定。4.5.3 其他控制功能模拟器必须有冻结模拟的能力。此外，应该有快时、慢时、重操、重演和抽点储存等多种功能。4.5.4 教员接口必须为教员提供辅助的或为其他远距离控制室的操纵员进行操作的能力，例如:改变阔门、断路器或其他装置的运行状态。5 性能准则5. 1 稳态运行模拟器的精度与参考电厂的满功率值和中间功率水平有关。控制台屏上显示的参数值是计算值加上仪表的允许误差。试验期间，计算值的精确度至少应由功率范围内三点来确定。5. 1. 1 模拟器的仪表误差必须不大于参考电厂相应的仪表、变送器以及有关测量仪表系统的误差。5. 1. 2 必须满足主要的质量和能量平衡，
17、如:a. 核蒸汽供给系统净热功率对应的发电功率;b. 反应堆怜却剂系统温度对应的蒸汽发生器压力;C. 给水流量对应的反应堆热功率;d. 稳压器的质量平衡;6 EJ 442-89 e. 蒸汽发生器的质量平衡。模拟器在与参考电厂控制系统配置相同条件下满功率运行时，其稳态计算值必须稳定，在60min内其变化不得大于初始值的士2币。5. 1. 3 模拟器的关键参数计算值与参考电厂的相应参数之间的偏差必须在:!:2.%范围内，并且不应影响培训。一些关键参数如za. 反应堆热功率;b. 反应堆环路热段和怜段温度;C. 给水流量;d. 蒸汽压力;e. 发电功率;f. 主冷却剂流量;g. 反应堆冷却剂系统压力
18、。5. 1. 4 在模拟器控制室仪表盘上要包括与电厂运行有关的非关键性参数的计算值的指示，这些非关键参数计算值与参考电厂参数之间的偏差必须在土10.%范围内;且不应影响培训效果。5.2 嗣恋运行5.2. 1 模拟器应该模拟与参考电厂正常运行操作和异常(或故障运行操作有关的瞬态。应该进行一些试验来检验模拟器能否正确地执行4.2. 1条和4.2.2条所规定的功能。这些试验的验收准则是:a. 与电厂启动试验程序的验收准则一样;b. 要求可观测到的参数变化趋势与瞬态模拟的最佳估算值一致。并不得违反实际的物理规律;C. 当参考电厂引起报警或自动动作时p要求模拟器也必须引起报警或自动动作;相反，如果参考电
19、厂不引起报警或自动动作，要求模拟器也不得引起报警或自动动作。5. 2. 2 必须对未依照5.2. 1条进行试验的故障和瞬态进行试验，且要求与最佳估算结果或其他可利用的资料作比较，同时必须满足5.2.1条的验收准则。5.3 模拟器运行限值数学方程可简化，以满足实时模拟的要求。此外，有时可能在模拟器上造成超出电厂设计限值事故。这些事故如z压力容器故障，整个堆芯损坏和反应堆怜却剂系统两相流。为了避免由于模拟器在某些事故状态下运行而达不到培训目的p当某些参数接近事故超出所提供模型的适应范围或已知的电厂工况值时，教控台或其他装置必须提醒教员。考虑的情况有:7 EJ 442-89 a. 安全壳的压力大于设
20、计限值;b. 反应堆冷却剂系统压力大于设计限值;C. 燃料温度变化显示出整个燃料损坏;d. 反应堆怜却剂系统压力与温度不呈现对应的函数关系。5.4 监擅自E力在4.2.1条电厂的正常运行操作和4.2.2条电厂故障期间，必须用绘图仪绘出或打印出关键瞬态数据。必须有足够的参数和时间分辨能力，以便确定是否符合第5章的性能准则。丁6 模拟器设计管理在本标准指导下建造的模拟器必须以实际的或预计的电厂结构和性能为基础。6.1 模掘器设计戴据模拟器设计数据是现有模拟器结构的依据。该数据的基础可以包括参考电厂投入商业运行18个月以内预计的电厂性能。在模拟器的设计数据中还必须包括18个月以后所得到电厂的实际结构
21、和性能数据6. 2 模拟器搜计戴据曲更新模拟器更新后的设计数据作为今后模拟器设计改进的依据、其数据基础必须包括参考电厂投入商业运行后的18个月内或模拟器运行18个月内所得到的电厂数据。每年必须至少审查一坎参考电厂的修改p必甥根据工程的评价和培训!效果评价更新后的设计数据，评价学员的反馈也是评价过程的一部分。6.3 模拟器曲修改6.2条中模拟器设计数据每年更新确定后，必须按照要求在12个月内完成对模拟器的修改。根据培训需要模拟器的修改可以在参考电厂修改之前进行。6.4 模拟器试验6.4. 1 模拟器性能试验模拟器性能必须通过试验的准备、试验的实施以及将试验结果与模拟器设计数据进行比较来确定。结果
22、的比较应在第5章性能准则的要求范围内进行。在完成初步设计或在模拟器设计改变引起模拟器结构及性能的重大变化时p必须进行试验并提交报告。而当局部改动时p必须对受影响的系统和部件进行特定的性能试验。6.4.2 模拙器运行能力试验必须每年进行模拟器运行能力试验，该试验的目的是za. 检验整个模拟器模型的完蕾性和整体性;b. 对照5.1条的稳态准则检验模拟器性能;C. 对照5.2条的瞬态准则检验模拟器性能。EJ 442-89 酣景A模拟器性能立件的编制导则参考件本导则提供论证模拟器与本标准要求一致的一种文件格式。按本导则编制的文件为验证模拟器性能提供充分的依据。Al 模撒器情况介绍本条规定了培训操纵员用
23、的特定模拟器及其适用范围。Al. l 模拟器性能文件的编制包括:a. 业主、营运单位和制造厂家;b. 参考电厂、型号和额定数据;C. 开始用于培训的日期;L d. 报告类型t初始或达到标准的报告，更改报告。、白A1. 2 控制室与参考电厂进行比较着重指出差别za. 控制室布置;b. 控制台屏和设备;C. 系统;d. 模拟器控制室环境A1. 3 教员接口包括:a. 初始条件;b. 故障规定故障的可谓范围); C. 供控制室外设备用的控制;d. 教员专用部件和适合培训11用的部件。A1. 4 参考电厂的操作规程应指出模拟器和参考电厂操作程序之间的主要差别。A1. 5 标明上次报告以来的变动。A2
24、模拟器键计戴据目的是提供一套模拟器设计时采用的数据，根据这些数据进行政进或就以这些数据作为基础p但要表明其相互关系。因此，提供建造模拟器和确定参考电厂数据一览表是十分必要的。多数情况下，模拟器远在参考电厂运行之前建成p此时p模拟器验证试验时其响应可以与类似电厂的设计数据进行比较。当与类似电厂进行比较时，应按照对模拟器的适用性来鉴EJ 442-89 别这些数据，并注明资料来源。设计资料包括:a. 根据铭牌、买主和文件标志编写的技术手册;扎根据主要型号和细目列出的图表。按照设计单位、图号和图的修订本进行鉴别;C. 模拟器所采用的电厂资料应进行分类、适当地标志p并合并到设计资料中。本条款的例子有z过
25、程计算机清单，记录仪的记录，设计计算，事故数据分析。d. 用于电厂改进的资料z电厂修改程序包的标志，改正日期和对模型的影响，试验的支持性数据和验证。的模掘器试验将模拟器性能与相应的基础数据进行比较来验证模拟器试验是否符合标准要求。模拟器试验分为四个主要阶段，在每个试验阶段p为确立这些试验准则应制订出试验程序。A3.1 计算机实时试验该试验是为了验证实时模拟对计算机进行的综合试验。A3.2 稳态运行和正常运行试验A3. 2. 1 模拟器稳定性是通过建立稳态工况和监测参数相对于时间的变化来验证的。稳态运行可以用记录仪、行打印机或类似的方法来记录。A3.2.2 根据参考电厂的操作规程验证模拟器的操作
26、能力p将记录、数据表、试验过程、指示记录仪和行打印表格结合起来鉴定模拟器。A3.3 瞬态试验A3.3.1 将参考电厂中出现过适用的瞬态数据和模拟器的瞬态数据进行比较。A3. 3. 2 在事故范围内引起的瞬态或多发事故引起的瞬态p参考电厂实际上没有这些瞬态数据时的处理方法的.3.2.1 瞬态试验验证模拟器具有足够的再现瞬态过程的能力。这些试验多数是通过引人故障来进行p但瞬态试验的目的是为了验证模拟器响应而不是试验故障。瞬态试验响应可与下述三个方面进行比较za. 参考电厂实际的结果;b. 分析或设计数据;C. 同类型电厂的结果。的.3.2. 2 对于没有设计数据或没有电厂实际响应的瞬态试验可以与最
27、佳估算结果进行比较。最终安全分析报告的瞬态是基于最坏的状态计算的p不宜于与实时动态模拟进行比较。的.4故障试验根据规程对每种常见故障进行试验并形成文件p该规程基于电厂实际经验或最佳估算结EJ 442-89 果识别和预示电厂响应，并验证模拟器的响应及其系统的相互影响。A4 模描器不符合项曲鉴别和政遣的陪锺立件a. 根据鉴定、记录、校正和试验列出模拟器的不符合琪。b. 记录参考电厂已引入但模拟器还没有引入的设计改动。酣景B模拟器运行能力试睡参考件本附录提供试验的各种实例，要记录的各种参数与时间分辨率，以便证明模拟器的运行能力。附录中的试验实例说明了6.4.2条中所要求的模拟器运行能力试验的范围和意
28、图。. Bl 1i本雄模拟器运行能力试睡B1. 1 辑在性能记录功率大约为25币，75%，和100面额定功率时的热平衡数据、验证模拟器100%额定功率时60min的稳定性。Bl. 1. 1 电厂一回路包括:a. 中子注量率;b. 堆芯热功率%);C. 各个环路怜段温度;d: (各个环路)热段温度;e. 平均温度;f. 哪浓度;g. 稳压器压力;h. 稳压器水位;i. 稳压器温度;j 控制棒位置。B1. 1. 2 电厂二回路包括:a. 蒸发器二次侧水位、压力和温度;b. 电厂二回路的热平衡数据。B1. 2 睡态性能11 EJ 442-89 功率约10096、平衡缸和与操纵员后续操作无关的衰变热为
29、初始条件除了另有注明的以外)，试验下述瞬态过程za. 手动的紧急停堆;b. 全部给水泵同时跳闸;C. 全部蒸汽隔商阀同时关闭;d. 反应堆全部冷却剂泵同时跳闸;e. 反应堆的任何一个怜却剂泵跳闹;f. 主汽轮机脱扣最大功率值时，不会立即引起事故保护停堆hg. 最大速率的功率变化1009面降到大约7596然后回到10096); h. 反应堆冷却剂系统最大尺寸剖破口并伴随厂外电源全部丧失JL 不可隔离的主蒸汽管线最大尺寸的破裂;j. 打开稳压器卸压阅或安全阀并保持当前状况，一回路系统缓慢地降到饱和状态(禁止高压安注系统的动作。Bl. 2. 1 对Bl.2中a-d，Bl. 2f和Bl.2g进行试验P
30、按小于或等于O.5s的时间间隔记录下述参数:a. 中子注量率;b. 一回路的平均温度;C. 稳压器压力;d. 稳压器水位;e. 稳压器温度;f. 总的蒸汽流量假如方便); g. 总的给水流量假如方便); h. 热段温度(任何个环路); i. 怜段温度与热段相同的环路); j. 蒸发器二次侧压力与热段温度相同的环路)i k. 蒸发器的水位与热段温度相同的环路)。BI. 2. 2 对Bl.2e进行试验，按小于或等于0.5s的时间间隔记录下述参数:a. 中子注量率;b. 受影响和不受影响的环路;C. 热段温度;d. 冷段温度;e. 蒸发器的二吹倒压力;f. 蒸发器的水位;12 EJ 442-89 g
31、. 蒸发器的蒸发流量假如方便hh. 蒸发器的给水流量。B1. 2.3 对B1.2.h和Bl.2i进行试验，按小于或等于o.白的时间间隔记录下述参数:a. 稳压器压力jb. 窄量程稳压器压力;C. 穗压器水位;d. 反应堆压力容器的温度。B1. 2. f对Bl.2j进行试验，按小于或等于0.5s的时问问隔记录下述参数:a. 卸压阀流量假如方便)jb. 稳压器压力;C. 稳压器温度;d. 稳压器水位;e. 一回路冷却剂的流速if. 压力波动管的温度;g. 热段温度(压力波动管段); h. 源量程监测器的输出;i. 反应堆压力窑嚣的水位(假如方便)j j. 过怜度监测器的输出假如方便。附加说朋:本标准由中国核工业总公司企管部提出。本标准由核动力运行研究所负责起草。本标准主要起草人z谢铭庆、臭淑梅。本标准参照采用美国标准ANSI/NAS3.5-1985 核电厂操纵员培训模拟拟器。13
