秦山第二核電廠KRG系統(tǒng)中T1實驗裝置的應(yīng)用

張潔

摘 要 過程儀表機(jī)柜系統(tǒng)（KRG）為核島核輔重要的信號處理系統(tǒng)，本文簡要介紹了秦山核電二期擴(kuò)建工程KRG系統(tǒng)T1實驗裝置研發(fā)背景及應(yīng)用。通過介紹T1實驗裝置的原理、功能，結(jié)合現(xiàn)場實際應(yīng)用，對日常工作中常見問題進(jìn)行了相應(yīng)分析，總結(jié)出T1試驗的注意事項，對同類型KRG系統(tǒng)得維護(hù)提供了一定的借鑒。

關(guān)鍵詞 核電廠；KRG；T1試驗裝置；問題分析

中圖分類號 TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）161-0194-03

在秦山二期擴(kuò)建工程中，KRG系統(tǒng)為核島核輔重要的信號處理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)接收、處理來自其它工藝過程系統(tǒng)的控制保護(hù)儀表的測量信號，同時給現(xiàn)場二線制變送器送電，處理后的信號送相關(guān)系統(tǒng)、設(shè)備進(jìn)行顯示記錄。[1]KRG系統(tǒng)由38個電子機(jī)柜組成，包括四組保護(hù)機(jī)柜（ⅠP組，ⅡP組，ⅢP組和ⅣP組）、一組控制機(jī)柜（1C，2C，3C，4C，5C）、1個公用柜。

1 T1實驗裝置研發(fā)背景

基于過程儀表系統(tǒng)得原理，只有在反應(yīng)堆出現(xiàn)事故瞬態(tài)時，過程儀表系統(tǒng)送往保護(hù)通道的信號才會驅(qū)動保護(hù)系統(tǒng)動作，而在機(jī)組正常期間，過程儀表系統(tǒng)送往保護(hù)通道得信號故障無法得到驗證。因此，必須對SIP過程儀表系統(tǒng)進(jìn)行定期試驗，以驗證其通道得可用性。同時，根據(jù)安全法規(guī)和國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，必須有手段在核電廠運行期間對保護(hù)測量機(jī)柜內(nèi)的卡件進(jìn)行定期試驗。

鑒于上述原因，秦山核電二期擴(kuò)建工程KRG系統(tǒng)會進(jìn)行“T1定期試驗”，并開發(fā)了T1試驗裝置，用于對涉及保護(hù)通道得信號進(jìn)行定期校驗。

T1試驗裝置由核級的自動檢測接口卡（T/N卡）及基于FOXBORO公司的智能化I/A平臺開發(fā)的可移動試驗臺組成。

秦山二期擴(kuò)建機(jī)組針對以往機(jī)組T1試驗現(xiàn)場裝置操作經(jīng)驗，對可移動試驗臺（T1試驗臺）進(jìn)行的適當(dāng)?shù)男薷?，具體得硬件配置見圖1所示。P92工作站用于進(jìn)行人機(jī)交互操作，CP和FBM卡件掛在同一個Mesh網(wǎng)絡(luò)中，其中CP用于進(jìn)行邏輯組態(tài)以實現(xiàn)相應(yīng)功能，F(xiàn)BM卡件用于進(jìn)行信號處理[ 2 ]。

2 T1試驗裝置原理及應(yīng)用

2.1 T1試驗裝置原理

在試驗開始時切斷保護(hù)測量通道和RPR系統(tǒng)的連接，然后切斷測量通道與現(xiàn)場儀表的連接，再在每個輸入卡件的輸入端加上模擬試驗信號，測試每塊卡件的靜態(tài)和動態(tài)輸出是否滿足設(shè)計要求，試驗完畢后按順序恢復(fù)上、下游的信號連接。

T1試驗臺根據(jù)預(yù)先編制的測試程序，對保護(hù)測量回路中的信號轉(zhuǎn)換組件，運算組件，報警組件、調(diào)節(jié)組件進(jìn)行測試。

2.2 T1試驗應(yīng)用

平時現(xiàn)場信號通過T/N卡進(jìn)入信號轉(zhuǎn)換組件I/V卡，T1試驗時信號改為由T1試驗臺發(fā)送，報警的觸點信號和V/I卡的模擬信號通過T/N卡的輸出端子送去RPR系統(tǒng)和KRG控制柜。

3 常見問題分析及處理

3.1 I/V卡件參數(shù)失準(zhǔn)

電子元器件一般都有其實用壽命，機(jī)柜長時間的運行，周圍環(huán)境溫度不穩(wěn)定、灰塵的覆蓋、濕度、振動等都會影響組件卡的可靠性。

2015年，儀控人員在進(jìn)行某次日常T1試驗時，I/ V卡精度測試結(jié)果超差，隨后暫停試驗，對I/V卡進(jìn)行測試。

對電流電壓轉(zhuǎn)換組件I/V卡的測試方法：取5點電流輸入，看相應(yīng)的電壓輸出是否在允許的誤差范圍之內(nèi)，如果超差，則在測試畫面上顯示報警。對報警組件ALM卡的測試是根據(jù)報警設(shè)定值設(shè)置測試信號的起點和步長，使電壓一點點的變化，檢測報警卡的輸出觸點是否翻轉(zhuǎn)，并記錄翻轉(zhuǎn)時的測試電壓值，與報警卡的設(shè)定值進(jìn)行比較，若在允許誤差的范圍內(nèi)則該塊ALM卡合格。

電流/電壓轉(zhuǎn)換組件校驗步驟：

1）在組件通道A輸入端“1+、1-”接一直流電流源（組件設(shè)為內(nèi)供電方式時電流源設(shè)為模擬變送器模式；組件設(shè)為外供電方式時電流源設(shè)為有源模式），并將其調(diào)到4mA。

2）在通道A輸出端“3+、3-”接一萬用表，并打到電壓檔。調(diào)整面板上零點調(diào)整電位器“ZEROA”，使通道A的輸出“3+、3-”電壓為（0±0.025）V。

3）將通道A輸入端“1+、1-”接的直流電流源調(diào)到20mA。

4）調(diào)整面板上量程調(diào)整電位器“SPAN A”，使通道A的輸出“3+、3-”電壓為（10±0.025）V。

5）分別輸入量程的0%、25%、50%、75%、100%，檢測其輸出精度誤差（小于等于0.5%）是否符合要求。調(diào)整后卡件測量數(shù)據(jù)如下表1所示。

經(jīng)過對電流/電壓轉(zhuǎn)換組件的校調(diào)，重新進(jìn)行該通道的T1試驗，試驗結(jié)果合格，試驗數(shù)據(jù)詳見表1?？諒?fù)一日的長期運行，難免會導(dǎo)致其參數(shù)出現(xiàn)偏差，面對試驗過程中出現(xiàn)的超差問題，經(jīng)過對卡件的重新校調(diào)，基本都能得以解決。同時，由于卡件本身壽命周期的約束，隨著卡件使用周期的增長，若卡件故障頻繁，則考慮更換卡件。

3.2 加法組件超差

2014年12月，儀控人員進(jìn)行T1試驗時，實驗結(jié)果顯示加法卡件測試結(jié)果超差，且超差數(shù)值較大。初步考慮為卡件定值失準(zhǔn)，對加法組件功能進(jìn)行驗證。

加法組件電壓方程：K=gaA±gbB±gcC±gd（D±d）±e。

上式中：K為輸出，A、B、C、D為4個輸入信號，ga、gb、gc、gd分別為各輸入信號的增益，d為輸入D的偏置，e為輸出K的偏置。調(diào)整加法組件參數(shù)前要將物理方程經(jīng)歸一化計算轉(zhuǎn)化為電壓方程才能進(jìn)行調(diào)校。

電壓方程中有幾個輸入就準(zhǔn)備幾個電壓源，此次試驗通道只有2個輸入端（輸入A：“1+，1-”；輸入B：“3+，3-”）。

調(diào)整步驟如下（此次故障卡件的偏置為0，ga、gb為1）：

1）使輸入A，B均為0V，調(diào)整KBIAS電位器，使K=±e=0。

2）將適當(dāng)?shù)碾妷航拥捷斎階，輸入B為0V，用萬用表測量面板上的OUT（+）和COM（-）的值，調(diào)整面板上的A GAIN電位器，使輸出值K=±gAA。

3）將適當(dāng)?shù)碾妷航拥捷斎隑，輸入A為0V，用萬用表測量面板上的OUT（+）和COM（-）的值，調(diào)整面板上的B GAIN電位器，使輸出值K=±gBB。

根據(jù)電壓方程，使用勁儀重新輸入A，B的值，用萬用表測量卡件面板上的OUT（+）和COM（-）的電壓值。檢驗測量值與電壓方程計算出的理論值的偏差允許誤差（±0.50）%范圍。

經(jīng)過調(diào)整后進(jìn)行試驗，發(fā)現(xiàn)該加法組件精度合格，不需要進(jìn)行校調(diào)，造成超差的原因并非卡件本身故障。經(jīng)分析，推測故障原因可能為卡件松動，將卡件從機(jī)柜卡槽中重新插拔一次，再一次進(jìn)行試驗，試驗結(jié)果合格。該事件表明，在現(xiàn)場工作環(huán)境中，振動導(dǎo)致輕微的位移也有可能導(dǎo)致卡件功能失效，影響其可靠性。工作中常見的故障原因涉及方方面面，處理問題方法的理論知識和現(xiàn)場經(jīng)驗同樣重要。

4 T1試驗經(jīng)驗小結(jié)

T1試驗時，若T/N卡的任一觸點動作使得送往RPR系統(tǒng)的24VDC失效，此時相當(dāng)于送往RPR系統(tǒng)的一路信號出現(xiàn)故障，即原來的4取2停堆或啟動專設(shè)的邏輯變?yōu)?取1，系統(tǒng)安全性降低，因此必須保證另外3個通道不能出現(xiàn)故障，所以在SIP試驗時有以下要求必須嚴(yán)格遵守：

1）要求機(jī)組運行穩(wěn)定，防止非穩(wěn)定信號產(chǎn)生保護(hù)動作；

2）主控操縱員應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視該保護(hù)通道的其他信號，如其他通道發(fā)生異常波動，則應(yīng)通知儀控人員立即停止試驗；

3）為了防止出現(xiàn)意外保護(hù)動作，試驗前需確認(rèn)無RGL（棒控棒位系統(tǒng)）、RPN（核功率測量系統(tǒng)）、RPR（反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)）、KRG（核島總控制模擬機(jī)柜系統(tǒng)）等的試驗或維修工作，以防止意外保護(hù)動作；

4）在某通道進(jìn)行試驗時，由于切斷了該通道送往控制回路的信號，故在試驗前應(yīng)確認(rèn)控制通道的控制信號已切換至另外的通道；

5）對于特殊回路（2取1），必須在閉鎖條件滿足的情況下，方可進(jìn)行該回路的試驗。

5 結(jié)論

本文對秦山第二核電廠擴(kuò)建機(jī)組過程儀表系統(tǒng)定期試驗和T1試驗裝置相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了介紹。反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)承擔(dān)著所有時間內(nèi)預(yù)防和縮小潛在事故后果的責(zé)任，過程儀表系統(tǒng)（KRG）定期試驗確保了保障反應(yīng)堆系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，對核電廠安全至關(guān)重要。本文通過分析KRG定期試驗中出現(xiàn)得常見問題，針對不同問題提出相應(yīng)得處理方案，同時總結(jié)出一些進(jìn)行T1試驗需要關(guān)注的事項，希望能夠?qū)ν愋碗姀S進(jìn)行T1試驗提供一定借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]張帆，肖代云，李紅霞.秦山核電二期工程KRG系統(tǒng)保護(hù)測量機(jī)柜的國產(chǎn)化[J].核動力工程，2003，24（Z1）：241-243.

[2]秦山核電二期KRG系統(tǒng)培訓(xùn)教材.

[3]秦山核電二期KRG系統(tǒng)系統(tǒng)手冊.