反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力控制

【摘要】本文主要介紹反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（秦山核電二廠）壓力的控制原因和原理，分析運(yùn)行中典型故障和失電對(duì)穩(wěn)壓器壓力控制的影響。

【關(guān)鍵詞】反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力；控制；噴淋；加熱；穩(wěn)壓器

1.前言

反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng) （RCP）的主要功能是將反應(yīng)堆堆芯中核裂變產(chǎn)生的熱量傳送到蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器供給汽機(jī)所需蒸汽。為保證RCP系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，防止發(fā)生燃料元件包殼損壞的偏離泡核沸騰事故，防止發(fā)生放射性屏蔽的第二道安全屏障（一回路壓力邊界）的完整性損壞的一回路超壓事故，這就要求一回路壓力在設(shè)計(jì)限值內(nèi)，一回路壓力通過穩(wěn)壓器控制維持在其限制范圍。

2.一回路壓力控制機(jī)理

核電廠正常運(yùn)行時(shí)，穩(wěn)壓器內(nèi)液相與汽相處于平衡狀態(tài)。穩(wěn)壓器中的壓力等于該時(shí)刻溫度對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓力。

3.一回路壓力控制原理

穩(wěn)壓器壓力控制原理，是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。被調(diào)量穩(wěn)壓器壓力由四臺(tái)差壓計(jì)005MP/006MP/013MP/014MP測出，次高選壓力值與整定值Pref比較后生成偏差信號(hào)，偏差信號(hào)作為PID調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)，經(jīng)PID運(yùn)算后，輸出補(bǔ)償壓差信號(hào)，用來對(duì)噴淋閥和電加熱器控制。

比例電加熱器03 RS和04 RS的功率分別由函數(shù)發(fā)生器控制，其0～100%的功率對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償壓差+0.1～-0.1MPa，在此之間隨補(bǔ)償壓差不同而線性變化。通斷電加熱器01，02，05，06 RS由閾值繼電器430 XU1控制。補(bǔ)償壓差降到—0.17MPa時(shí)接通，回升到-0.1MPa時(shí)斷開。噴淋閥001VP和002VP控制信號(hào)由函數(shù)發(fā)生器根據(jù)補(bǔ)償壓差輸出，補(bǔ)償壓差在0.17—0.52MPa內(nèi)變化時(shí)，閥門開度按線性改變。當(dāng)補(bǔ)償壓差≥0.52MPa時(shí)，閥門全開。

4.穩(wěn)壓器壓力控制故障及失電工況下的影響

4.1壓力控制裝置故障

A.RCP005/6/013/014MP故障漂表

穩(wěn)壓器壓力控制的輸入信號(hào)是RCP005/6/013/014MP四個(gè)表計(jì)的次高選信號(hào)，避免了一個(gè)表計(jì)故障高漂和低漂導(dǎo)致的壓力調(diào)節(jié)回路瞬態(tài)動(dòng)作，導(dǎo)致一回路壓力變化。設(shè)計(jì)中不考慮兩個(gè)或兩個(gè)以上表計(jì)同時(shí)漂表。

雖然一個(gè)表計(jì)漂表不會(huì)導(dǎo)致控制和保護(hù)的誤動(dòng)作，但是考慮到可能出現(xiàn)第二個(gè)表計(jì)故障的風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致一回路壓力控制瞬態(tài)，和故障表計(jì)導(dǎo)致不能正確參與保護(hù)符合邏輯，主控操縱員需要作出相關(guān)干預(yù)。首先確保機(jī)組狀態(tài)穩(wěn)定，相關(guān)參數(shù)無異?；蛘卟▌?dòng)，然后按照I RRC/RPR規(guī)程要求利用主控CC選擇開關(guān)切除故障表計(jì)支路，穩(wěn)壓器壓力控制選擇從次高選變?yōu)槭Ｓ嗳齻€(gè)壓力表計(jì)的中選，最后在維修處理前，要求儀控人員把故障表計(jì)參與保護(hù)的邏輯置安全位置，使之觸發(fā)保護(hù)信號(hào)，是偏安全考慮，防止事故工況下拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

表計(jì)故障處理完成后，確認(rèn)機(jī)組狀態(tài)穩(wěn)定，恢復(fù)表計(jì)參與壓力控制和壓力保護(hù)正常投運(yùn)狀態(tài)。

B.RCP401/402/403RG故障

RCP401RG為PID比例積分微分調(diào)節(jié)器，積分的作用為消除靜差，微分的作用是提高響應(yīng)速度。RCP401RG的故障類型很多，如調(diào)節(jié)器輸入通道故障導(dǎo)致PID運(yùn)算后發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)，或者輸出通道故障，導(dǎo)致穩(wěn)壓器壓力執(zhí)行機(jī)構(gòu)誤動(dòng)；PID調(diào)節(jié)器中比例、積分、微分元件故障導(dǎo)致調(diào)節(jié)器穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、快速性偏離等。RCP402/403RG控制原理是函數(shù)發(fā)生器，常見故障有輸入錯(cuò)誤補(bǔ)償壓差導(dǎo)致噴淋閥誤動(dòng)；函數(shù)發(fā)生器本身故障導(dǎo)致輸出錯(cuò)誤信號(hào)等。

RCP401/402/403RG故障的干預(yù)方式為把相應(yīng)RC手操器置手動(dòng)控制，穩(wěn)定穩(wěn)壓器壓力，然后聯(lián)系相關(guān)專業(yè)組人員進(jìn)行檢修。故障處理完畢后，在恢復(fù)自動(dòng)時(shí)一定確保輸入整定值與輸入實(shí)測值相等，輸出信號(hào)正確，防止置自動(dòng)瞬態(tài)波動(dòng)較大。

C.比例電加熱器函數(shù)發(fā)生器或者通斷電加熱器控制繼電器故障

比例電加熱器的控制函數(shù)發(fā)生器故障常見故障與RCP402/403GRG類似，但是沒有相關(guān)手操器RC，通斷電加熱器控制繼電器故障會(huì)導(dǎo)致電加熱器自動(dòng)狀態(tài)下長期投運(yùn)或者無法自動(dòng)停運(yùn)，導(dǎo)致失去壓力控制功能。上述兩種故障的干預(yù)方法為主控室TPL停運(yùn)比例電加熱器或者現(xiàn)場斷開相關(guān)電源。故障處理完畢后恢復(fù)電加熱器的自動(dòng)控制。

4.2失電工況下的影響

A.失去110VDC—LBA/LBB

失去A列110V電源后，RCP001/2/3/4/5RS的供電開關(guān)的控制電源失去導(dǎo)致跳閘，只能用RCP006RS控制穩(wěn)壓器壓力提升。失去B列110V電源后，RCP006RS的供電開關(guān)的控制電源失去導(dǎo)致跳閘，只能用RCP001/2/3/4/5RS控制穩(wěn)壓器壓力提升。噴淋閥控制不受影響。

B.失去48VDC—LCA/LCB

LCA失電后會(huì)導(dǎo)致RCP001/2/3/4/5RS停運(yùn)，這是由于RCP001/2/3/4/5RS在110V直流回路中沒有自保持，其接觸器合閘是靠LCA48V進(jìn)行自保持的，故LCA失電供電接觸器跳閘。而LCA001CR失電導(dǎo)致控制柜失電，導(dǎo)致唯一可用的RCP006RS無法自動(dòng)控制，需操縱員手動(dòng)控制其啟停。LCA失電還會(huì)導(dǎo)致PZR低壓（小于148bar）而自動(dòng)關(guān)閉RCP001VP-RCP002VP的保護(hù)功能喪失，操縱員需加強(qiáng)關(guān)注。

RCP006RS110VDC回路中沒有自保持回路，其接觸器合閘是靠LCB48V進(jìn)行自保持，故LCB失電導(dǎo)致接觸器跳閘，RCP006RS不可用。

C.失去220VAC—LNA/B/C/D/E

失去LNA/B/C/D會(huì)分別導(dǎo)致SIP 1/2/3/4P失電，RCP005/6/13/14MP失電不可用，控制邏輯為次高選，保護(hù)邏輯為2/4，故失電對(duì)控制和保護(hù)沒有影響。根據(jù)事故規(guī)程恢復(fù)LNE360CR向SIP 1/2/3/4P重新供電后，壓力控制和保護(hù)恢復(fù)正常。

LNE下游控制機(jī)柜設(shè)置了自動(dòng)切換的備用電源LNQ/R，所以LNE失電對(duì)穩(wěn)壓器壓力控制沒有影響。

5.結(jié)論

RCP壓力控制系統(tǒng)是一個(gè)多個(gè)專業(yè)相關(guān)的復(fù)雜系統(tǒng)，無論運(yùn)行、儀控、電氣、機(jī)械方面深入研究都可以成為一個(gè)很有價(jià)值的課題，運(yùn)行人員尤其是主控室操縱員必須充分的掌握穩(wěn)壓器壓力控制原理和故障原理，故障處理和事故預(yù)想須經(jīng)模擬機(jī)加強(qiáng)鍛煉，方能在正常運(yùn)行和緊急情況下思路清晰的穩(wěn)定機(jī)組和處理問題。

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