劉辰星+++翟樹叢+++劉泓辰

摘 要：AP1000是我國(guó)引進(jìn)的美國(guó)西屋第三代核電技術(shù)，保護(hù)和安全監(jiān)督系統(tǒng)（PMS）與多樣化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（DAS）作為第三代核電站的保護(hù)系統(tǒng)，使用完全獨(dú)立的儀表和處理器平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵參數(shù)的采集、處理并完成對(duì)電廠的保護(hù)功能。文章將重點(diǎn)介紹DAS與PMS系統(tǒng)在就地執(zhí)行機(jī)構(gòu)上各自的控制方式及氣動(dòng)閥和電動(dòng)閥在調(diào)試過(guò)程中的調(diào)試策略。

關(guān)鍵詞：DAS；PMS；電動(dòng)閥；氣動(dòng)閥

1 概述

AP1000核電站PMS主要用于監(jiān)視機(jī)組關(guān)鍵參數(shù)，探測(cè)機(jī)組異常狀態(tài)，觸發(fā)緊急停堆及相應(yīng)專設(shè)安全設(shè)施，是機(jī)組緊急故障下仍能處于安全狀態(tài)的關(guān)鍵屏障。為了減輕PMS系統(tǒng)共模故障的影響，減少由于PMS系統(tǒng)共模故障導(dǎo)致的概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中堆芯損壞頻率和大釋放頻率，在AP1000第三代核電廠中設(shè)置了DAS系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)介紹

2.1 PMS系統(tǒng)

PMS系統(tǒng)基于ComQ平臺(tái)，該系統(tǒng)配置有四個(gè)冗余序列，停堆及專設(shè)驅(qū)動(dòng)邏輯為四取二。主要用于完成監(jiān)測(cè)電廠關(guān)鍵參數(shù)、觸發(fā)反應(yīng)堆停堆、驅(qū)動(dòng)專設(shè)安全設(shè)施動(dòng)作以及事故后監(jiān)視等安全功能。

2.2 DAS系統(tǒng)

DAS系統(tǒng)基于高級(jí)邏輯系統(tǒng)（ALS）平臺(tái)，是對(duì)PMS系統(tǒng)不太可能發(fā)生的軟件共模故障的多樣性備用系統(tǒng)，通過(guò)控制停堆斷路器上游的電動(dòng)發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)停堆，提高了緊急停堆的可靠性，從根本上限制了ATWS事故的產(chǎn)生率和后果。但由于控制棒的插入失效等原因仍不可避免的發(fā)生，DAS還提供了停機(jī)和堆芯的非能動(dòng)余熱排出功能，作為事故后的緩解。

3 DAS與PMS系統(tǒng)就地控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制特點(diǎn)分析

DAS系統(tǒng)作為PMS備用系統(tǒng)，通過(guò)獨(dú)立的就地儀表和處理器平臺(tái)，在發(fā)生緊急事故并且PMS系統(tǒng)不可用的極端狀態(tài)下，通過(guò)給停堆斷路器斷電實(shí)現(xiàn)安全停堆，驅(qū)動(dòng)非能動(dòng)余熱導(dǎo)出（PRHR）/堆芯換料水箱（IRWST），堆芯補(bǔ)水箱（CMT），觸發(fā)爆破閥等一系列保護(hù)動(dòng)作，預(yù)防和緩解ATWS事故。它與PMS系統(tǒng)控制相同的就地設(shè)備，但在實(shí)現(xiàn)方式上存在差異。

3.1 停堆功能

PMS系統(tǒng)停堆命令通過(guò)反應(yīng)堆停堆邏輯矩陣（RTM TU）直接驅(qū)動(dòng)停堆斷路器，導(dǎo)致本序列對(duì)應(yīng)的停堆斷路器打開。當(dāng)兩個(gè)序列的停堆斷路器斷開，控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)斷電，控制棒落棒，實(shí)現(xiàn)停堆功能。DAS系統(tǒng)停堆命令由開關(guān)量輸出卡件輸出，在硬件上將兩個(gè)觸點(diǎn)信號(hào)（分別由DAS兩個(gè)處理器控制輸出）串聯(lián)實(shí)現(xiàn)2取2邏輯，使停堆輸出繼電器上電，斷開停堆斷路器上游的電動(dòng)發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁開關(guān)，使控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)斷電，控制棒落棒，實(shí)現(xiàn)停堆功能。DAS與PMS的停堆功能盡管都是由控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)斷電實(shí)現(xiàn)的，但PMS通過(guò)斷開斷路器實(shí)現(xiàn)停堆動(dòng)作，而DAS通過(guò)給停堆斷路器斷電實(shí)現(xiàn)。

3.2 電動(dòng)閥

DAS與PMS共同控制的電動(dòng)閥共13個(gè)：安全殼冷卻閥和ADS 1-3級(jí)閥門。其中ADS1-3級(jí)電動(dòng)閥，DAS系統(tǒng)只能通過(guò)主控室手動(dòng)開關(guān)對(duì)其進(jìn)行一對(duì)一控制。

PMS由設(shè)備接口卡件（CIM）發(fā)出閥門開關(guān)命令，共控制兩個(gè)線圈：閥門開命令線圈和閥門關(guān)命令線圈，線圈上電后，相應(yīng)的觸點(diǎn)閉合，電機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)執(zhí)行相應(yīng)的開關(guān)功能。閥門動(dòng)作到位后，閥位反饋信號(hào)會(huì)送回到CIM卡件。

DAS系統(tǒng)只能給控制的電動(dòng)閥發(fā)出開命令，其控制信號(hào)由ALS開關(guān)量輸出卡件輸出，共控制一個(gè)線圈，線圈上電，相應(yīng)的觸點(diǎn)閉合，電機(jī)上電驅(qū)動(dòng)，閥門打開。DAS系統(tǒng)不能接收閥門閥位反饋信號(hào)。

3.3 氣動(dòng)閥

DAS與PMS系統(tǒng)通過(guò)控制氣動(dòng)閥供氣管線上的電磁閥實(shí)現(xiàn)對(duì)氣動(dòng)閥的控制。PMS控制的電磁閥回路濕電壓由1E級(jí)直流電源和不間斷電源系統(tǒng)（IDS）供電，共控制一個(gè)驅(qū)動(dòng)電磁閥，電磁閥上電，氣源供給/失氣，閥門動(dòng)作。DAS控制的電磁閥回路濕電壓由非1E級(jí)直流電與UPS系統(tǒng)（EDS）供電，此電磁閥為雙線圈電磁閥，即電磁閥內(nèi)沒有設(shè)置彈簧復(fù)位裝置，內(nèi)部設(shè)置兩個(gè)線圈：驅(qū)動(dòng)線圈和復(fù)位線圈，相關(guān)線圈上電，氣源供給/失氣，實(shí)現(xiàn)閥門開/關(guān)控制。

3.4 爆破閥

AP1000核電機(jī)組共12個(gè)爆破閥：ADS第4級(jí)（4個(gè)），IRWST注入隔離閥（4個(gè)），安全殼再循環(huán)閥（2個(gè)），安全殼再循環(huán)/IRWST排水閥（2個(gè)）。DAS僅可以在主控室手動(dòng)觸發(fā)爆破閥，其共控制12個(gè)爆破閥點(diǎn)火器，對(duì)上述12個(gè)爆破閥實(shí)行1對(duì)1控制。PMS通過(guò)CIM卡件可手動(dòng)/自動(dòng)觸發(fā)爆破閥，其共控制16個(gè)爆破閥點(diǎn)火器，除ADS第4級(jí)爆破閥冗余控制兩個(gè)點(diǎn)火器外，其余8個(gè)爆破閥實(shí)行1對(duì)1控制。除此之外，CIM卡件會(huì)接受到爆破閥閥位反饋信號(hào)。

4 DAS對(duì)PMS系統(tǒng)就地執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制影響分析及調(diào)試策略

4.1 DAS對(duì)PMS系統(tǒng)氣動(dòng)閥控制上的影響分析

對(duì)于DAS與PMS共同控制的氣動(dòng)閥，由于DAS控制的氣動(dòng)閥電磁閥位于PMS控制電磁閥的上游，其控制的優(yōu)先級(jí)大于PMS優(yōu)先級(jí)，即當(dāng)DAS發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電磁閥上電，使氣源管線供氣/失氣，PMS將無(wú)法控制此氣動(dòng)閥。DAS發(fā)出驅(qū)動(dòng)命令后，氣動(dòng)閥動(dòng)作，若要復(fù)位此氣動(dòng)閥，只能使用DAS的手動(dòng)硬手操開關(guān)進(jìn)行復(fù)位。在對(duì)DAS與PMS共同控制氣動(dòng)閥的調(diào)試過(guò)程中，建議首先對(duì)DAS控制的電磁閥進(jìn)行調(diào)試，保證其上游氣源供給的可控性；或在對(duì)PMS控制的氣動(dòng)閥調(diào)試時(shí)，應(yīng)確保DAS控制的氣動(dòng)閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)復(fù)位，否則閥門將不能執(zhí)行PMS命令。

4.2 DAS對(duì)PMS系統(tǒng)電動(dòng)閥控制上的影響分析

對(duì)于DAS與PMS共同控制的電動(dòng)閥，由于DAS開命令的輸出觸點(diǎn)與PMS關(guān)命令的輸出觸點(diǎn)串聯(lián)，當(dāng)DAS控制的線圈上電后，與PMS關(guān)命令串聯(lián)的DAS開命令輸出觸點(diǎn)斷開，PMS將不能執(zhí)行此閥門的關(guān)動(dòng)作，需將DAS開命令復(fù)位后，PMS才能對(duì)其執(zhí)行控制命令。在對(duì)DAS與PMS共同控制電動(dòng)閥的調(diào)試過(guò)程中，應(yīng)注意DAS復(fù)位電動(dòng)閥的方法。為了防止當(dāng)DAS在控制電動(dòng)閥執(zhí)行開命令時(shí)，PMS發(fā)出關(guān)命令對(duì)其產(chǎn)生干擾，在電動(dòng)機(jī)控制機(jī)柜（MCC柜）內(nèi)硬件設(shè)計(jì)上，將DAS發(fā)出的驅(qū)動(dòng)命令轉(zhuǎn)換為保持信號(hào)。若要復(fù)位DAS控制的電動(dòng)閥，需將MCC柜電源斷電，復(fù)位DAS的驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，再將MCC柜上電，從PMS或PLS側(cè)復(fù)位此閥門。

5 結(jié)束語(yǔ)

文章主要通過(guò)介紹DAS和PMS的停堆方式，電動(dòng)閥，氣動(dòng)閥，爆破閥的控制方式，闡述兩者在就地執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制方式上的差異，及在電動(dòng)閥和氣動(dòng)閥控制上DAS命令對(duì)PMS命令的影響。在機(jī)組調(diào)試或生產(chǎn)活動(dòng)中，對(duì)于兩者共同控制的斷路器、電動(dòng)閥和氣動(dòng)閥，若發(fā)現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象，在對(duì)上游儀控系統(tǒng)的故障排查過(guò)程中，除了檢查PMS/PLS系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)命令是否發(fā)出外，不要忽略對(duì)DAS系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)命令是否復(fù)位及其控制就地閥門回路濕電壓是否上電的排查。

參考文獻(xiàn)

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