福清核電LNC母線失電對(duì)控制和保護(hù)系統(tǒng)的影響及對(duì)策

付堅(jiān)強(qiáng)　高鑫

摘 要：福建福清核電廠采用數(shù)字化控制系統(tǒng)（DCS），此改變對(duì)控制和保護(hù)系統(tǒng)在通道失電情形下的系統(tǒng)響應(yīng)產(chǎn)生重大影響。該文以220 V交流不間斷電源系統(tǒng)LNC失電為模型，結(jié)合調(diào)試COC58（失去220VAC LNC）試驗(yàn)，針對(duì)LNC失電對(duì)反應(yīng)堆控制及保護(hù)系統(tǒng)帶來(lái)的影響進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，LNC失電后將導(dǎo)致一對(duì)停堆斷路器打開(kāi)、可能導(dǎo)致安全注入動(dòng)作、可能導(dǎo)致主蒸汽管線隔離等相關(guān)動(dòng)作。最后，針對(duì)LNC失電風(fēng)險(xiǎn)給出了調(diào)試試驗(yàn)操作要點(diǎn)，同時(shí)也可作為運(yùn)行人員處理LNC失電事故的參考。

關(guān)鍵詞：DCS LNC COC 失電 控制和保護(hù)系統(tǒng) 影響 對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（a）-0075-02

該文以LNC失電為模型，分析其對(duì)反應(yīng)堆控制和保護(hù)的影響，并針對(duì)LNC失電各種風(fēng)險(xiǎn)提出了相應(yīng)的對(duì)策，對(duì)后續(xù)機(jī)組調(diào)試試驗(yàn)提供了參考，也對(duì)運(yùn)行人員處理LNC失電事故有指導(dǎo)意義。

1 保護(hù)系統(tǒng)工作原理

1.1 保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

保護(hù)系統(tǒng)由兩個(gè)功能子系統(tǒng)構(gòu)成：反應(yīng)堆停堆系統(tǒng)（RTS）和專(zhuān)設(shè)安全設(shè)施驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（ESFAS）。RTS和ESFAS保護(hù)邏輯實(shí)現(xiàn)的核心部件均是四個(gè)獨(dú)立保護(hù)通道，故該文只分析RTS的一個(gè)保護(hù)通道實(shí)現(xiàn)保護(hù)的過(guò)程。

1.2 保護(hù)通道失電對(duì)控制系統(tǒng)和保護(hù)邏輯的影響

每個(gè)保護(hù)通道的軟件功能模塊包括保護(hù)儀表數(shù)據(jù)處理單元、閾值繼電器判斷單元和傳輸單元。220 V交流不間斷電源LNA/B/C/D分別給一個(gè)通道的RPC機(jī)柜供電，PRC機(jī)柜給儀表供電并將采集到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為“4～20 mA”標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，送往閾值繼電器單元產(chǎn)生雙穩(wěn)態(tài)邏輯值（1或0）；同時(shí)，信息處理單元產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送往NC級(jí)DCS，完成對(duì)反應(yīng)堆的控制和調(diào)節(jié)。

2 LNC的作用

LNC由旁路變壓器、蓄電池-逆變器和充電器-逆變器組成。正常運(yùn)行時(shí)，380 V應(yīng)急配電盤(pán)LLC通過(guò)充電器-逆變器給LNC母線供電。當(dāng)逆變器失效時(shí)，通過(guò)蓄電池-逆變器給LNC母線供電。此時(shí)可手動(dòng)切換至旁路變壓器運(yùn)行，或由LNC母線電壓低自動(dòng)切換至旁路變壓器運(yùn)行。

2.1 LNC失電產(chǎn)生的重要缺省值

據(jù)福清核電廠“缺省值”清單，LNC失電主要缺省值如下文。

2.2 缺省值對(duì)反應(yīng)堆系統(tǒng)控制的影響及對(duì)策

2.2.1 對(duì)GCTa控制的影響及運(yùn)行對(duì)策

GCTa三個(gè)閥門(mén)GCT131/132/133VV控制的實(shí)現(xiàn)分別位于RPCII/III/IVP機(jī)柜，其自動(dòng)控制信號(hào)來(lái)自相應(yīng)保護(hù)通道儀表VVP007/011/015MP，同時(shí)這幾個(gè)閥門(mén)也可在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（KIC）和后備盤(pán)（BUP）上手動(dòng)控制。

GCTa自動(dòng)控制功能由RPC機(jī)柜實(shí)現(xiàn)，來(lái)自KIC和BUP的GCTa手動(dòng)控制信號(hào)也直接送往RPC機(jī)柜，再由RPC機(jī)柜送往閥門(mén)GCT132VV驅(qū)動(dòng)器。LNC失電，整個(gè)RPC IIIP通道失去功能，不僅GCT132VV自動(dòng)控制失效，而且KIC上的手動(dòng)控制也失效。

對(duì)策：熱態(tài)功能試驗(yàn)期間，調(diào)試進(jìn)行COC58（失去220VAC 電源LNC）試驗(yàn)時(shí)，機(jī)組為291.4（+3，-2）℃，15.5（+0.1，-0.1）MPa.a的熱停堆工況，此時(shí)二回路由APD（或ASG）供水，而恰好用GCTa蒸汽排大氣來(lái)進(jìn)行一回路的壓力溫度控制。因此試驗(yàn)務(wù)必保證一切影響主系統(tǒng)壓力溫度以及蒸汽發(fā)生器水位的其他工作停止。

2.2.2 對(duì)容控箱液位控制的影響及對(duì)策

LNC失電，RCV011MN產(chǎn)生缺省值，影響容控箱和一回路水位。

（1）函數(shù)發(fā)生器RCV401RG生成缺省值“1.51”：函數(shù)發(fā)生器RCV401RG輸出“1.48～1.65 m”時(shí)，使RCV030VP線性開(kāi)啟至TEP。當(dāng)LNC失電，RCV401RG生成缺省值“1.51 m”，使RCV030VP部分開(kāi)啟至TEP，一回路水流失，造成容控箱水位下降，REA將自動(dòng)投運(yùn)不停進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)給，若恰逢自動(dòng)補(bǔ)水出現(xiàn)故障或補(bǔ)水不及時(shí)，可能造成穩(wěn)壓器水位下降。

（2）閾值繼電器RCV401XU1生成缺省值“0”：RCV401 XU1的作用是當(dāng)RCV011MN下降到0.87 m時(shí)，關(guān)閉RCV033/376VP，開(kāi)啟RIS012VP，使上充泵入口切至PTR001BA。生成缺省值“0”后，若此時(shí)容控箱液位實(shí)際下降，且RCV012MN出現(xiàn)故障，上充泵入口不會(huì)自動(dòng)切換至PTR001BA，將會(huì)造成上充泵汽蝕，軸封注入水流量失去的嚴(yán)重后果。

對(duì)策：調(diào)試試驗(yàn)時(shí)，可以讓主控操縱員時(shí)刻關(guān)注容控箱水位，并在試驗(yàn)前將容控箱水位適當(dāng)超出正常值。一旦試驗(yàn)期間發(fā)現(xiàn)容控箱水位下降（看RCV012MN），則安排操縱員手動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)水。

2.2.3 對(duì)RRI系統(tǒng)控制的影響及對(duì)策

LNC失電，將導(dǎo)致RRI015MN產(chǎn)生兩個(gè)缺省值，對(duì)RRI系統(tǒng)、DEG系統(tǒng)和DWL系統(tǒng)造成影響。

（1）閾值繼電器RRI403XU生成缺省值“1”：RRI403XU的作用是當(dāng)RRI001BA液位降至1.05 m時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉DEG冷凍機(jī)組設(shè)備冷卻水供水閥RRI146VN和DWL熱交換器設(shè)備冷卻水供水閥RRI981VN。此“缺省值”的生成，將導(dǎo)致DEG冷凍機(jī)組和DWL冷凍機(jī)組失去設(shè)備冷卻水，造成DEG冷凍機(jī)組和DWL冷凍機(jī)組自動(dòng)跳閘，從而導(dǎo)致EVC、EVR、DVN、DVK和DVG等通風(fēng)系統(tǒng)失去冷卻水，造成多個(gè)系統(tǒng)設(shè)備不可用，影響機(jī)組正常運(yùn)行。

（2）閾值繼電器RRI403XU生成缺省值“1”：閉鎖RRI00 1/003PO啟動(dòng)，同時(shí)閉鎖RRI058/041VN開(kāi)啟。此“缺省值”導(dǎo)致閉鎖了RRI A列作為B列的備用。如此時(shí)B列RRI不可用，而A列RRI已不能自動(dòng)啟動(dòng)，將導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組喪失設(shè)備冷卻水，最終導(dǎo)致停機(jī)停堆。

對(duì)策：調(diào)試試驗(yàn)時(shí)，可以先將設(shè)備冷卻水系統(tǒng)RRI切換至A列運(yùn)行，保證在運(yùn)行系列的故障下，備用列能自動(dòng)啟動(dòng)。

機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)若發(fā)生LNC失電時(shí)，若機(jī)組恰好是由RRI B列運(yùn)行，主控室操縱員可下令執(zhí)行TCA，將B列失效自動(dòng)啟動(dòng)A列RRI泵的閉鎖儀表改為RRI013MN，保證在運(yùn)行系列故障的情況下，備用列能夠自動(dòng)啟動(dòng)，保證核島熱交換器的冷卻。

2.2.4 對(duì)蒸發(fā)器水位控制的影響及對(duì)策

由于調(diào)試試驗(yàn)期間，蒸汽發(fā)生器的水位由APD（ASG）手動(dòng)調(diào)節(jié)供水閥進(jìn)行控制，因此，LNC失電對(duì)調(diào)試試驗(yàn)時(shí)的蒸汽發(fā)生器的水位控制的影響不大。而在機(jī)組正常運(yùn)行期間，蒸汽發(fā)生器由APA主給水泵進(jìn)行給水。ARE043/044/045MD參與蒸發(fā)器的水位控制和主給水泵的轉(zhuǎn)速控制。當(dāng)LNC失電后，ARE043/044/045MD三塊儀表會(huì)產(chǎn)生“缺省值”，

對(duì)策：LNC失電時(shí)，主控室操縱員立即將參與蒸發(fā)器水位控制的給水流量表切至ARE046/047/048MD，以保證蒸發(fā)器水位控制在正常水位。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)采用數(shù)字化控制系統(tǒng)DCS后220 V交流不間斷電源LNC失電風(fēng)險(xiǎn)分析，結(jié)合缺省值和質(zhì)量位分析，梳理LNC失電對(duì)反應(yīng)堆主要參數(shù)的影響，指出LNC電源失去后將導(dǎo)致一對(duì)停堆斷路器打開(kāi)、可能導(dǎo)致安全注入動(dòng)作、可能導(dǎo)致主蒸汽管線隔離等相關(guān)動(dòng)作，并給出相應(yīng)的建議措施，對(duì)后續(xù)機(jī)組調(diào)試試驗(yàn)提供了參考，同時(shí)也對(duì)運(yùn)行人員處理這類(lèi)故障指明了方向并提高了機(jī)組控制能力。

其余220 V交流不間斷電源LNA/B/D母線失電，可以采用類(lèi)似分析方法得到相應(yīng)的對(duì)控制和保護(hù)系統(tǒng)的影響及對(duì)策。

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