浅谈不同堆型核电厂主控室设计差异

邓江明 申中祥 炊晓东 王小林 徐鹏 刘传武

核动力运行研究所 湖北武汉 430223

截至2019年1月，我国大陆在运机组已达45台，装机容量达到4590万千瓦。随着我国核电机组数量不断增加，核电的技术路线越来越复杂。在我国大陆目前已商运核电机组中，秦山一厂1号机组采用我国自主化CP300技术，大亚湾核电厂1、2号机组采用的是引进法国的M310技术，秦山二厂1-4号机组和海南核电厂1、2号机组采用CP600技术，方家山1、2号机组、福清核电厂1-4号机组及田湾5、6号机组采用CP1000技术，秦山三厂1、2号机组采用引进加拿大的CANDU技术，田湾核电厂1-4号机组采用引进俄罗斯的VVER技术，三门核电厂1、2号机组及海阳核电厂1、2号机组采用引进美国的AP1000技术，台山核电厂1号机组采用引进法国的CEPR技术，其余采用的均为CPR1000技术。

不同技术路线堆型由于设计理念的不同、技术的不断更新，在主控室设计上也各不相同，直观体现主要在空间布置、岗位设置及职责等方面。

1 主控室布置

总体来看，主控室主要分为两大类型：采用模拟盘台的主控室和采用DCS的主控室。采用模拟盘台的主控室主要包括：M310、CP300、CP600（海南核电厂为DCS主控室）、CANDU等机组；采用DCS的主控室主要包括：CPR1000、CP1000、VVER、AP1000、CEPR等机组。

1.1 采用模拟盘台的主控室

M310/CP600机组双堆布置，主控室布置基本一致。主控室控制台分为两部分，一部分是主控制台，另一部分是辅助控制台。正常运行的操作均在主控制台上进行，在主控制台对面布置辅助控制台，以进行辅助系统的操作。在公共控制室内布置有公共控制盘和消防操作盘。

CANDU机组单堆布置，主控室盘台主要包括反应堆和汽轮机盘台、辅助系统和配电系统盘台、换料机盘台。除此之外，主控室还有几个辅助盘台：操纵员盘台、操纵员支持盘台、值长台和消防盘台等。

CP300机组单堆布置，主控室盘台主要包括反应堆和汽轮机控制盘台、电气系统控制盘台、反应堆操纵员控制盘台、汽轮机操纵员控制盘台、电气操纵员控制盘台和值长控制盘台。操纵员控制盘台和值长控制盘台不能操作，只用于各岗位人员对机组状态的监视[1]。

1.2 采用DCS的主控室

CPR1000/CP1000机组双堆布置，主控室布置基本一致，主控室主要包括：一回路操纵员工作站、二回路操纵员工作站、机组长工作站（CP1000无）、值长/安工工作站、后备盘、紧急停堆盘、POP大屏幕、火灾报警联动系统、保安监控系统监视器、现场巡视信息采集系统工作站等[2]。

VVER机组单堆布置，主控室分为安全控制区、主控制区、辅助控制区和值长工作区。主控制区是监控机组的主要场所，包括了俄供子系统的监控终端、反应堆保护盘、ESFAS监控盘、二回路后备盘、操纵员工作站（反应堆操纵员和汽轮机操纵员工作站）和显示大屏[3]。

AP1000机组单堆布置，主控室包括主控区、操纵员工作区、值长办公室和操纵员休息室。主控区包括操纵员工作站（核岛操纵员、常规岛操纵员及监护操纵员工作站）、副值长工作站，主安全盘，次安全盘，DAS盘和主控室大屏幕信息显示系统。

CEPR机组单堆布置，主控室主要有：一回路操纵员工作站、二回路操纵员工作站、辅助工作站、值长/安工工作站，过程信息和控制系统、大屏幕显示幕墙、安全信息控制系统、火灾盘、柴油机试验控制设备等[5]。

2 岗位设置及职责

M310/CPR1000机组设有值长、机组长、副值长、隔离经理、一回路操纵员、二回路操纵员岗位；

CP300机组设有值长、副值长、隔离经理、堆操、机操、电操岗位；

CP1000/ CP600机组设有值长、副值长、隔离经理、堆操、机操岗位；

CANDU机组设有值长、副值长、隔离经理、堆操、机操、参数监视和报警响应操纵员岗位；

VVER机组设有值长、副值长、隔离经理、反应堆操纵员、汽轮机操纵员、辅助系统操作员岗位；

AP1000机组设有值长、副值长、隔离经理（兼倒班技术顾问）、核岛操纵员、常规岛操纵员、监护操纵员岗位；

CEPR机组设有值长、副值长、隔离经理Ⅱ级、隔离经理Ⅰ级、堆操、机操岗位；

可以看出，各机组主控室岗位都设置了值长、隔离经理、堆操和机操，其岗位职责也大同小异。

M310和CPR1000机组设置了机组长岗位，其它机组无，而是设置了副值长岗位，职责与机组长类似。

另外，机组长在事故工况下担任协调员角色，协调当值运行人员忠实和有效地执行事故处理程序，共同控制机组状态，并就事故处理程序执行情况与安全工程师沟通。

AP1000机组设有倒班技术顾问岗位STA，值长在接班后指定一名有资质的SRO作为STA，原则上由隔离经理担任。STA主要是在正常运行、异常事件和事故工况下评价电厂状态和为值长提供技术意见和辅助分析。在瞬态运行工况和应急工况下，技术顾问应分析电厂关键参数与安全分析预计值的一致性来验证电厂的响应。

3 主控室设计差异对比分析

3.1 主控室布置

早期建造的机组，均采用模拟盘台控制技术，控制盘台及操作按钮众多，需要操纵人员牢记各个系统相关控制按钮的位置。主控室不区分一、二回路工作区，M310及CP600主控室布置基本一致，CANDU、CP300的主控室设置有操纵人员工作站，CP300在后期改造后设置了堆操控制盘台、机操控制盘台、电操控制盘台，这些盘台主要用于对核电机组参数的监视，并不直接用于控制。

后期建设的机组采用DCS控制技术，主控室布置与前者差异明显，一般都设置有相应的操纵人员工作站，大屏幕显示区，采用硬接线的后备盘台。由于不同堆型机组岗位设置的差异导致主控室在工作站设置上存在细微差异。

主控室采用控制技术的变化是技术发展的结果，采用模拟盘台的控制技术，控制信号直接从主控室通过硬接线传输到现场设备，减少了信号转换环节； 采用DCS控制技术的主控室布置简洁，工作期间无需操纵人员频繁移动，但采用硬接线的后备盘能有效防止DCS工作站不可用时失去对机组的监控。

3.2 岗位设置及职责

不同堆型核电机组主控室均设有值长、副值长、隔离经理、操纵员；部分堆型设置有特定岗位；部分岗位职责存在差异。

M310、CPR1000堆型机组长作为机组技术负责人，主管主控室所有技术工作，岗位职责与其它堆型副值长岗位职责类似；M310、CPR1000机组副值长岗位职责与其它堆型副值长岗位职责相差较大。另外，M310、CPR1000机组配置有一名核安全工程师，来自电厂核安全部门，与运行值一起倒班工作，对电厂安全运行起到独立监督作用。

AP1000机组对核岛操纵员（OATC）有更严格的要求。核岛操纵员对反应堆安全负责，要求其不得离开操纵员工作区。如果必须离开，需要得到值长或副值长的批准，并保证接班人员已经完全了解机组当前进行的所有活动，并愿意承担反应堆安全的责任。接班人员应完全了解机组当前状态并进行临时交接班，如果临时离岗时间超过45分钟，则应正式交接班。当燃料在反应堆中时，至少有一名持照操纵员需要在操纵员工作区内作为核岛操纵员值班，直到另一名有资质的操纵员接班为止。如果有一个紧急的异常事件影响到机组的安全运行，核岛操纵员可以短时间离开操纵员工作区确认某些报警的状态或者执行应急操作，但不得离开主控区。

多数核电机组主控室都配置有一回路操纵员/堆操、二回路操纵员/机操，除此之外，部分特殊堆型配置有第三位操纵员：CP300配置有一名电操，CANDU配置一名参数监视和报警响应操纵员、AP1000配置一名监护操纵员、VVER配置一名辅助系统操纵员（无需持照）。

主控室设置三名操纵员，能有效的提高对机组的监控，减少操纵员工作负担，但需要投入更多的人力成本。主控室岗位的设置与主控室工作站的设置相辅相成，岗位数量及职责需基于机组设计特点及机组运行中实际工作量来评估，配备时力求做到安全可靠、经济合理。