摘要：文章從AP1000多樣化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（Diverse Actuation System，DAS）功能、爆破閥的特點(diǎn)及其在AP1000核電站的應(yīng)用出發(fā)，對(duì)DAS爆破閥的控制驅(qū)動(dòng)時(shí)序進(jìn)行介紹和分析。根據(jù)分析，得出爆破閥的硬件延時(shí)繼電器延時(shí)時(shí)間設(shè)定值方面存在的潛在故障。修訂延時(shí)設(shè)定值后，在事故工況下，DAS可以可靠地觸發(fā)爆破閥動(dòng)作，緩解事故。

關(guān)鍵詞：AP1000；DAS；爆破閥；延時(shí)繼電器

中圖分類(lèi)號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）13-0073-03

AP1000是西屋公司開(kāi)發(fā)的第三代非能動(dòng)先進(jìn)壓水堆核電站，其與傳統(tǒng)的壓水堆核電站最大的不同，就是其采用了“非能動(dòng)”技術(shù)，而爆破閥正是實(shí)現(xiàn)非能動(dòng)系統(tǒng)觸發(fā)的關(guān)鍵設(shè)備之一。DAS提供了觸發(fā)專(zhuān)設(shè)安全設(shè)施包括爆破閥的功能。本文將對(duì)AP1000核電站DAS中爆破閥的控制驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行分析，并對(duì)其中的硬件延時(shí)模塊存在的隱患提出改進(jìn)措施。

1 DAS系統(tǒng)及爆破閥簡(jiǎn)介

1.1 DAS系統(tǒng)簡(jiǎn)介

AP1000的DAS是一個(gè)非安全相關(guān)系統(tǒng)，它使用與保護(hù)和安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Protection and Safety Monitoring System，PMS）不同的專(zhuān)用工藝儀表、信號(hào)處理單元、先進(jìn)邏輯處理平臺(tái)、2oo2的邏輯運(yùn)算、驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)如下功能：（1）自動(dòng)反應(yīng)堆停堆、跳機(jī)以及自動(dòng)觸發(fā)安全專(zhuān)設(shè)的功能；（2）手動(dòng)反應(yīng)堆停堆、跳機(jī)以及手動(dòng)觸發(fā)安全專(zhuān)設(shè)的功能；（3）電廠關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)測(cè)功能。

PMS從設(shè)計(jì)的角度防止了共模故障的發(fā)生，不過(guò)，萬(wàn)一發(fā)生小概率的共模故障時(shí)，DAS將提供一個(gè)后備保護(hù)。DAS整定值和延時(shí)的設(shè)計(jì)策略是：在PMS有機(jī)會(huì)發(fā)揮其設(shè)計(jì)功能之前，DAS所有的自動(dòng)停堆及安全專(zhuān)設(shè)功能將不會(huì)觸發(fā)。

1.2 爆破閥簡(jiǎn)介

爆破閥是AP1000核電機(jī)組特有的設(shè)備。此類(lèi)閥門(mén)具有無(wú)泄漏、耐高壓、耐腐蝕等特點(diǎn)。上述特點(diǎn)使其在正常運(yùn)行時(shí)，可以保證閥門(mén)本體零泄漏，從而能夠可靠地應(yīng)用在主回路上，承擔(dān)系統(tǒng)一次壓力邊界功能。爆破閥所在處的系統(tǒng)壓力過(guò)高，一般的操作動(dòng)力機(jī)構(gòu)不足以保證閥門(mén)可靠開(kāi)啟。所以只能采用炸藥定向爆破技術(shù)，克服阻力，迅速有效地打開(kāi)閥門(mén)。

AP1000電站中共有12個(gè)爆破閥，分為4組，分別為自動(dòng)卸壓系統(tǒng)第4級(jí)（ADS-4）的4臺(tái)14”爆破閥，打開(kāi)爆破閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的卸壓；安全殼內(nèi)置換料水箱注入（IRWST Injection）的4臺(tái)8” 爆破閥，打開(kāi)爆破閥，IRWST的水靠重力向反應(yīng)堆堆芯注水；安全殼再循環(huán)至反應(yīng)堆的2臺(tái)8”爆破閥，打開(kāi)爆破閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)堆芯的長(zhǎng)期冷卻；IRWST疏水至安全殼的2臺(tái)8”爆破閥，打開(kāi)爆破閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)堆芯的長(zhǎng)期冷卻。

2 DAS中爆破閥的控制分析

破閥。

正常運(yùn)行工況下，通過(guò)主控室的DAS專(zhuān)用盤(pán)驅(qū)動(dòng)爆破閥，主控室發(fā)生故障撤離時(shí)，通過(guò)DAS就地處理器機(jī)柜驅(qū)動(dòng)爆破閥。

2.1 DAS爆破閥控制器驅(qū)動(dòng)時(shí)序

12個(gè)爆破閥的點(diǎn)火器通過(guò)硬接線一一對(duì)應(yīng)地連接至DAS系統(tǒng)爆破閥控制器機(jī)柜內(nèi)的12個(gè)爆破閥控制器。每個(gè)爆破閥控制器接收兩個(gè)信號(hào)ARM和ACTUATE，如圖1。為了驅(qū)動(dòng)一個(gè)爆破閥，首先將“ARM”開(kāi)關(guān)打到“ARM”位置并維持至少1s。這個(gè)動(dòng)作將使繼電器K1得電，K1b觸點(diǎn)斷開(kāi)，電容器與爆破閥點(diǎn)火器隔離開(kāi)，允許電容器充電。在電容器充好電后，需要將ARM開(kāi)關(guān)打回到“NEUTRAL”位置，這個(gè)動(dòng)作使得K1繼電器失電，K1b觸點(diǎn)閉合。在ARM開(kāi)關(guān)返回到“NEUTRAL”后的27.5s內(nèi)，將“ACTUATE”驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)打到“ACTUATE”位置，為了保證ACTUATE命令的有效下達(dá)，須使ACTUATE開(kāi)關(guān)維持在ACTUATE位置最少10ms以上。這個(gè)動(dòng)作將使K2繼電器得電，K2b觸點(diǎn)斷開(kāi)，電容器停止充電，K2a觸點(diǎn)閉合，充好電的電容器與爆破閥點(diǎn)火器電路接通，爆破閥點(diǎn)火器電路的電阻值約為4歐姆，當(dāng)流過(guò)爆破閥點(diǎn)火器電路的電流大于等于3.7安培時(shí)，爆破閥爆管才能點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)爆破閥。

2.2 放炮器

DAS爆破閥機(jī)柜內(nèi)有一個(gè)Blasting device（放炮器），正常情況下放炮器是放置在專(zhuān)門(mén)配置的箱子內(nèi)的。當(dāng)控制爆破閥驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)或電路出現(xiàn)問(wèn)題不能驅(qū)動(dòng)爆破閥時(shí)，拿出放炮器，將來(lái)自爆破閥現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)線手動(dòng)接到放炮器的接線端口，利用放炮器的輸出電源，手動(dòng)實(shí)現(xiàn)爆破閥的點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)。

3 存在的問(wèn)題及建議的改進(jìn)措施

3.1 問(wèn)題介紹

3.2 建議的改進(jìn)措施

修改ARM的TDDO時(shí)間延時(shí)繼電器的設(shè)定值，建議修改后的值見(jiàn)表1。將ARM繼電器時(shí)間延時(shí)的設(shè)定值減少2.5s能夠保證在最壞的情況下也有0.5s的時(shí)間域量來(lái)保證ACTUATE在ARM完全失電后動(dòng)作。

3.3 改進(jìn)后的分析

4 結(jié)語(yǔ)

AP1000核電站發(fā)生異常情況需要爆破閥動(dòng)作時(shí)，首先可以通過(guò)PMS驅(qū)動(dòng)爆破閥，當(dāng)PMS發(fā)生小概率的共模故障失效時(shí)，DAS將起到PMS的備用系統(tǒng)作用。DAS系統(tǒng)手動(dòng)驅(qū)動(dòng)、ARM電容充電和ACTUATE驅(qū)動(dòng)的爆破閥控制器控制回路、爆破閥放炮器的設(shè)計(jì)保證了在事故情況下DAS可以可靠地驅(qū)動(dòng)爆破閥動(dòng)作，緩解事故。硬件延時(shí)繼電器延時(shí)時(shí)間設(shè)定值方面存在的潛在故障問(wèn)題，設(shè)計(jì)方美國(guó)西屋公司正在計(jì)劃出具相關(guān)設(shè)計(jì)變更，修改時(shí)間設(shè)定值。

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作者簡(jiǎn)介：王廣通（1985—），男，江蘇淮安人，三門(mén)核電有限公司助理工程師，研究方向：第三代AP1000核電站保護(hù)和安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（PMS）及多樣化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（DAS）的調(diào)試。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）