AP1000備用電源系統(tǒng)順序加載試驗(yàn)的一些實(shí)踐

劉志丹 董雷斌 劉玉宛

國核工程有限公司 上海 200233

海陽核電AP1000機(jī)組采用非能動(dòng)專設(shè)設(shè)計(jì)，在失去廠外電源的情況下，可以不依賴備用柴油發(fā)電機(jī)供電給專設(shè)安全設(shè)備而保證最終的核安全[1]。兩臺(tái)備用柴油發(fā)電機(jī)組（6000kW、10.5kV），每臺(tái)都有他自己的支持子系統(tǒng)，為核電廠內(nèi)特定的非安全交流負(fù)荷供電，為柴油發(fā)電機(jī)子系統(tǒng)供電的電源應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，以保證廠用備用電源系統(tǒng)（ZOS）的可靠性和可操作性。這些備用柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組以及他們所支持的系統(tǒng)在AP1000中被歸為D級(jí)，作為縱深防御系統(tǒng)[2]。

順序加載試驗(yàn)是包括了各系統(tǒng)負(fù)荷的大型試驗(yàn)，本文將結(jié)合海陽項(xiàng)目的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)介紹一下ZOS順序加載試驗(yàn)過程，分析順序加載的邏輯，對(duì)加載試驗(yàn)前靜態(tài)邏輯驗(yàn)證中出現(xiàn)的問題進(jìn)行解析，針對(duì)順序帶載試驗(yàn)中出現(xiàn)的帶載失敗的典型案例進(jìn)行介紹，這對(duì)后續(xù)AP1000備用電源系統(tǒng)的調(diào)試具有借鑒意義，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1 AP1000備用電源系統(tǒng)（ZOS）系統(tǒng)

ZOS系統(tǒng)由兩臺(tái)備用柴油發(fā)電機(jī)供電，在失去全廠正常和優(yōu)先電源時(shí)為選定負(fù)荷供電。每臺(tái)發(fā)電機(jī)直接與柴油機(jī)相連，每個(gè)柴油發(fā)電機(jī)組以及他所屬的子系統(tǒng)都是一個(gè)完全獨(dú)立的系統(tǒng)，他包括：（1）柴油機(jī)啟動(dòng)空氣系統(tǒng)；（2）燃料空氣進(jìn)氣及排氣系統(tǒng)子系統(tǒng)；（3）柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)；（4）柴油機(jī)燃油系統(tǒng)；（5）柴油機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)；（6）調(diào)速器系統(tǒng)；（7）發(fā)電機(jī)、靜態(tài)勵(lì)磁、發(fā)電機(jī)保護(hù)、監(jiān)測(cè)儀表和控制系統(tǒng)。

2 ZOS系統(tǒng)順序加載試驗(yàn)和儀控邏輯簡(jiǎn)介

2.1 中壓電源系統(tǒng)供電運(yùn)行模式

常見的中壓電源系統(tǒng)供電運(yùn)行模式有正常運(yùn)行、手動(dòng)切換母線、快切、殘壓切換、柴油發(fā)電機(jī)順序帶載。

2.2 順序加載儀控邏輯簡(jiǎn)介

順序加載儀控邏輯分為Master和Slave兩種，下面以DPU中MasterSequencer為例介紹下順序帶載過程。

當(dāng)殘壓切換成功后開始?xì)垑呵袚Q（RBT）帶載，RBT自動(dòng)順序帶載的Trigger將從0變?yōu)?（此信號(hào)為持續(xù)0.1s的脈沖信 號(hào)，每 間 隔 20s、20s、20s、20s、20s、20s、60s、60s、60s、10s、10s從0觸發(fā)一次1），那么STEP將從當(dāng)前值1變成2并逐漸增加到12，當(dāng)STEP輸出為2時(shí)LB0將會(huì)從0變成1。當(dāng)RBT自動(dòng)加載失效時(shí)，操作員根據(jù)規(guī)程進(jìn)行手動(dòng)加載，首先打開SequencerControl，然后點(diǎn)擊Manual，再按照時(shí)間間隔點(diǎn)擊ADVNCE，每點(diǎn)擊ADVNCE一次迭加1輸出，那么STEP將從當(dāng)前值1變成2并逐漸增加到12，進(jìn)行順序加載。

如果RBT不成功，那么將進(jìn)行柴油發(fā)電機(jī)順序加載，DG順序加載Trigger同RBTTrigger類似，順序加載過程與RBT順序加載一致。

3 順序加載試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題分析

3.1 順序加載試驗(yàn)的準(zhǔn)備和執(zhí)行

順序加載試驗(yàn)在海陽核電項(xiàng)目按照重大試驗(yàn)管理，編制專用的試驗(yàn)組織方案，定義了組織機(jī)構(gòu)和分工，設(shè)立安全質(zhì)量監(jiān)督組、試驗(yàn)組、運(yùn)行組、技術(shù)支持組和機(jī)械維修組，對(duì)試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)估，并制定應(yīng)對(duì)方案。

試驗(yàn)正式開始前，當(dāng)操作員做好系統(tǒng)在線，設(shè)備滿足先決條件后，儀控專業(yè)全面檢查一遍設(shè)備狀態(tài)，排查是否有負(fù)荷未正確投自動(dòng)，有關(guān)強(qiáng)制點(diǎn)是否解除。如果自動(dòng)啟動(dòng)條件不達(dá)到要求，例如溫度高時(shí)RNS泵房風(fēng)機(jī)才自動(dòng)啟動(dòng)，應(yīng)對(duì)這些條件做必要的強(qiáng)制。

試驗(yàn)前，將柴油發(fā)電機(jī)的狀態(tài)，中壓母線進(jìn)線開關(guān)的狀態(tài)，以及所有帶載負(fù)荷的狀態(tài)建立趨勢(shì)。合理的趨勢(shì)，有助于試驗(yàn)期間的監(jiān)視，能夠快速評(píng)估出邏輯的觸發(fā)情況和設(shè)備啟動(dòng)情況。

3.2 順序加載試驗(yàn)結(jié)果的分析

順序加載試驗(yàn)中有一些負(fù)荷未按預(yù)期動(dòng)作，一部分的原因是因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不足，工藝系統(tǒng)的在線不正確，先決條件不正確，除此之外，常規(guī)島的負(fù)荷問題比較多，這可能是由于設(shè)計(jì)方不同，常規(guī)島設(shè)計(jì)方未能正確理解西屋的意圖，并且設(shè)計(jì)接口溝通不暢導(dǎo)致的。針對(duì)帶載失敗的典型案例進(jìn)行分析：

HSS-PP301/303/305密封油系統(tǒng)各油泵在海陽#1機(jī)組執(zhí)行ZOS-503試驗(yàn)時(shí)，此類設(shè)備均未能成功帶載。

原因分析：

此類設(shè)備為三菱電機(jī)供貨并設(shè)計(jì)相關(guān)控制邏輯，但并未設(shè)計(jì)自動(dòng)啟動(dòng)邏輯。ZOS-503帶載信號(hào)只是觸發(fā)啟動(dòng)允許，所以設(shè)備無法啟動(dòng)。

解決辦法：

經(jīng)與三菱和西屋協(xié)商，將邏輯自動(dòng)啟動(dòng)部分進(jìn)行修改并升版。

在ZOS-T1P-503試驗(yàn)時(shí)，母線失電前若該設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)，失電后柴油機(jī)帶載啟動(dòng)允許條件產(chǎn)生時(shí)無其它禁止啟動(dòng)條件（如油箱液位低等），則設(shè)備通過AUT1自動(dòng)啟動(dòng)。邏輯升版后，在#2機(jī)組試驗(yàn)，該類設(shè)備均成功啟動(dòng)。

4 結(jié)語

經(jīng)過認(rèn)真分析AP1000備用電源系統(tǒng)順序加載試驗(yàn)的控制邏輯，發(fā)現(xiàn)其邏輯比較復(fù)雜，涉及到的負(fù)荷特別多，因此需要儀控人員試驗(yàn)準(zhǔn)備階段加強(qiáng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)聯(lián)鎖邏輯，認(rèn)真總結(jié)不同負(fù)荷加載特征，這一階段掌握越扎實(shí)，在試驗(yàn)過程中就能越快的把握控制邏輯的情況。后續(xù)項(xiàng)目的調(diào)試中，廠內(nèi)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)仍要作為重點(diǎn)工作要統(tǒng)籌安排，全局把握。順序加載試驗(yàn)，其實(shí)也是對(duì)工藝系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)鎖邏輯的驗(yàn)證，而工藝系統(tǒng)預(yù)運(yùn)行試驗(yàn)也驗(yàn)證了部分自動(dòng)啟動(dòng)的邏輯。因此，可以考慮將兩部分試驗(yàn)綜合起來，在準(zhǔn)備工藝系統(tǒng)預(yù)運(yùn)行試驗(yàn)程序時(shí)，可以加入驗(yàn)證順序加載的邏輯的步驟；一些驗(yàn)證設(shè)備聯(lián)鎖的步驟，可以放在順序加載試驗(yàn)中執(zhí)行。