一、概况
1.1工程概况
秦山核电二期工程是我国自主设计、自主建设的国产核电项目，安装两台容量为2×600MW机组，为两环路压水堆核电站，设计寿命为40年，属于国家特级工程。*台机组于2002年7月17日投产发电。
1.2设计分工
根据设计合同三个设计院的设计分工为：核工业第二研究设计院作为总包院承担总体技术及设计协调与管理责任并负责核电站的总体、部分核岛、部分BOP厂房的设计工作；华东电力设计院负责常规岛部分的设计工作包括汽轮机厂房、凝结水精处理系统、主变厂变等开关站；核动力研究设计院负责反应堆及反应堆冷却剂系统的设计工作。常规岛热工自动化控制的设计范围为常规岛汽轮发电机组的热工控制设计、凝结水精处理系统控制及暖通系统的热工控制设计。
二、仪控设计接口
2.1主控制室的接口
常规岛系统设备与核岛系统设备一起按单元制采用主控制室集中控制方式。每台机组设一个独立的主控制室，并布置在电气厂房19.40米层。依据主控制室设计与功能配置相一致的原则，要求控制台和控制盘上的常规岛监控设备与核岛执行类似功能的监控设备的外观和操作方式相一致。整个主控制室的台和盘由核工业第二研究设计院统一设计布置，主控制室台和盘上的仪表和控制装置采用统一标准和型号，在满足主控制室的总体设计和布置要求的前提下，常规岛提供一份常规岛台/盘设备清册，由总包院根据该清册统一协调布置。
为使常规岛与核岛在主控制室的人机界面相一致，常规岛在主控制室保留了为汽轮发电机组启动、并网、升/降负荷和停机时使常规岛所有设备安全运行以及正常发电管理所需要的常规控制、指示、记录仪表和报警装置。除了几个需紧急操作的对象外，其他在主控制室的操作开关和按钮都经I/O接入DCS，通过DCS的逻辑控制被控对象。旁路DCS的被控对象有：手动停机、凝汽器真空被坏阀、汽机交流油泵、汽机直流油泵和盘车控制。
常规岛的电子设备间和继电器间位于电气厂房15.5米层和11.5米层，房间内盘柜由常规岛布置并提资给总包院归口。常规岛的电子设备间和继电器间分别布置常规岛的DCS、DEH、ETS、TSI机柜和常规岛继电器柜、电源分配柜。
2.2KIT的接口
根据业主和总包院的要求，DCS中的数据采集系统（DAS）功能统一由核岛的电站过程计算机系统（KIT）完成，因此，常规岛系统中一部分I/O信号直接进了核岛的KIT，DCS不配操作员站，与KIT/KPS共享。在施工图设计时，常规岛提供一份常规岛进KIT的I/O信号清单给总包院，由总包院汇总后提给KIT系统制造商进行I/O配置。
2.3电缆接口
电气厂房内的电缆桥架及电缆路径由总包院设计，汽机厂房内的电缆桥架及电缆路径由常规岛设计，电气厂房与汽机厂房的电缆桥架层数、尺寸及电缆敷设的要求双方商定，电缆接口位置在离汽机厂房1米处。常规岛汽机厂房进入电气厂房的电缆，由常规岛提出电缆清册，总包院负责敷设和确定其在电气厂房内的路径。电缆编号、起终点及电缆型号、规格由常规岛定，电缆长度两家分别统计。
2.4控制系统接口
2.4.1负荷控制
本工程负荷控制方式有二种，一种方式是常规岛汽轮发电机组控制和核岛反应堆控制都是手动；另一种方式是核岛反应堆控制通过测量汽机*级压力跟踪汽机负荷来调节反应堆出力即堆跟机方式。
2.4.2旁路控制系统
汽机旁路控制系统归核岛设计，常规岛仅负责蒸汽排放到凝汽器的12只旁路阀和2只减温水喷水阀。这些阀门接受核岛控制系统来的调节信号和超驰开关控制信号，同时把常规岛的阀位信号及凝汽器可用信号送给核岛控制系统。
2.4.3给水控制系统
三台电动给水泵的转速均由给水流量控制系统控制，由常规岛负责设计，在DCS中实现。整套机组的给水流量控制实行二级控制，*级控制由高压加热器出水母管与蒸发器出口蒸汽母管压力差控制电动给水泵的转速，这个压差是蒸汽流量的函数，它是一个变数，所以这个控制是一个变定值调节。第二级控制是以核岛各蒸汽发生器液位为主调参数，来控制蒸汽发生器入口的给水调节阀开度，保持蒸汽发生器液位在正常液位。这第二级控制是由核岛蒸汽发生器水位控制系统控制的，在低负荷时（小于15％额定流量）为双冲量（蒸汽发生器水位和负荷）控制，通过调节旁路调节阀控制蒸发器水位，在高负荷时（从15％额定流量到100％额定流量）为三冲量（蒸汽发生器水位、给水流量和蒸汽流量）控制，通过调节给水主调节阀控制蒸发器水位，旁路调节阀保持开启状态。给水泵转速控制和给水调节阀控制密切相关，调节蒸汽发生器水位时是相互影响的，但这二级控制系统在设计上是相互独立的，当负荷扰动要求增加蒸汽流量时，为了用较高的给水流量来补偿蒸汽流量的增加，蒸汽发生器水位控制回路调大给水阀开度，给水阀的开启使给水母管压力下降，造成实测的汽/水差压减小，而这时外适应负荷增加使汽/水差压整定值增大，这就引起给水泵的加速，向蒸汽发生器输送更大的流量。蒸汽发生器水位控制系统依靠把给水阀调整到所要求的开度来调节通往蒸汽发生器的流量，给水泵转速控制系统调给水泵的转速使汽/水差压重新回复到新的整定值。
在给水调节阀两侧设有给水隔离阀，给水隔离阀由常规岛设计，由SCS控制，同时下游给水隔离阀（近蒸发器）接受核岛反应堆保护系统来的控制信号，当收到紧急脱扣信号时，下游给水隔离阀在20秒内关闭。该保护信号有A、B两列，直接接到就地下游给水隔离阀的控制回路上
2.5保护系统接口
保护系统接口是指核岛反应堆保护系统与常规岛汽轮发电机组保护系统间的信号接口，信号有二类：核岛反应堆要求跳汽机的信号和汽机已跳闸的反馈信号，这些保护信号都有A、B两列。代表汽机已跳闸的信号是主汽门及再热主汽门关位置限位开关信号和汽机AST油压信号。
三、设计总结
本工程仪控设计中遇到的zui大问题是常规岛与核岛的控制方式和控制水平不一致的问题，核岛控制是以常规监视仪表和常规操作设备为主的模拟控制方式，而常规岛采用DCS作为控制系统，是数字化的计算机控制方式。为了保持与核岛人机界面的一致性，常规岛保留了大量的常规控制、指示、记录仪表和报警装置，DCS的有些功能和优势都无法发挥。建议今后在核电站的设计中应把整个核电站核岛和常规岛的控制作为一个整体统一考虑，两者的控制方式和控制水平应一致，尤其不同行业的设计院参加一个核电站设计时，在确定核电机组控制水平时，需协商解决好这一重大原则问题。
本工程遇到的另一个问题就是常规岛和核岛间的仪控信号接口问题。一般国内核电站的常规岛和核岛由不同的设计院设计，由于受观念和设计经验影响，来自不同行业的设计院对控制信号的接口分工及接口方式有不同的理解和要求，随着施工图设计的进行，控制接口问题就不断出现。再加上核电站设计对质保要求非常严格，因此常规岛与核岛的接口问题非常多，需要协调的地方也非常多，如何搞好工程接口项目管理是一个重大的课题，在核电工程设计中需要重视接口管理和协调解决好接口问题。
关于电缆设计，由于核岛和常规岛电缆敷设方式及设计深度的不同，在设计院之间的电缆设计配合及以后施工单位电缆敷设过程中遇到了许多问题。因此不同设计院的电缆敷设方式及深度应一致，涉及二方及以上单位的电缆应由一个单位统一归口或成立专门的电缆小组来解决。
相对火电设计，国内核电站设计规程和规范比较少并在逐步制订和完善之中，很大部分是套用法国、美国等国外的标准和规范。因此，国内设计院如能积极开展对核电技术发达国家的标准和规范的研究和学习，并在此基础上不断补充和完善国内设计标准和规范，将有利于国内核电设计水平的进一步提高，有利于更大容量核电机组的自主设计。
核电设计另一个重要问题就是核安全或核安全文化，就国内核电站设计而言，常规岛部分通常由火电设计院设计，一直从事火电设计的设计院对核岛系统尤其对核安全相关的内容不熟悉或核安全意识不强，在工作中有必要加强这些方面的学习和提高，否则随着核电设计院参加核电站设计台数的增加，设计经验的提高，火电设计院将失去核电设计市场的竞争力。
