劉辰星+++翟樹叢+++劉泓辰

摘 要：AP1000是我國引進的美國西屋第三代核電技術，保護和安全監(jiān)督系統(tǒng)（PMS）與多樣化驅(qū)動系統(tǒng)（DAS）作為第三代核電站的保護系統(tǒng)，使用完全獨立的儀表和處理器平臺，實現(xiàn)現(xiàn)場關鍵參數(shù)的采集、處理并完成對電廠的保護功能。文章將重點介紹DAS與PMS系統(tǒng)在就地執(zhí)行機構(gòu)上各自的控制方式及氣動閥和電動閥在調(diào)試過程中的調(diào)試策略。

關鍵詞：DAS；PMS；電動閥；氣動閥

1 概述

AP1000核電站PMS主要用于監(jiān)視機組關鍵參數(shù)，探測機組異常狀態(tài)，觸發(fā)緊急停堆及相應專設安全設施，是機組緊急故障下仍能處于安全狀態(tài)的關鍵屏障。為了減輕PMS系統(tǒng)共模故障的影響，減少由于PMS系統(tǒng)共模故障導致的概率風險評估中堆芯損壞頻率和大釋放頻率，在AP1000第三代核電廠中設置了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，該系統(tǒng)配置有四個冗余序列，停堆及專設驅(qū)動邏輯為四取二。主要用于完成監(jiān)測電廠關鍵參數(shù)、觸發(fā)反應堆停堆、驅(qū)動專設安全設施動作以及事故后監(jiān)視等安全功能。

2.2 DAS系統(tǒng)

DAS系統(tǒng)基于高級邏輯系統(tǒng)（ALS）平臺，是對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)，通過控制停堆斷路器上游的電動發(fā)電機實現(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還提供了停機和堆芯的非能動余熱排出功能，作為事故后的緩解。

3 DAS與PMS系統(tǒng)就地控制執(zhí)行機構(gòu)控制特點分析

DAS系統(tǒng)作為PMS備用系統(tǒng)，通過獨立的就地儀表和處理器平臺，在發(fā)生緊急事故并且PMS系統(tǒng)不可用的極端狀態(tài)下，通過給停堆斷路器斷電實現(xiàn)安全停堆，驅(qū)動非能動余熱導出（PRHR）/堆芯換料水箱（IRWST），堆芯補水箱（CMT），觸發(fā)爆破閥等一系列保護動作，預防和緩解ATWS事故。它與PMS系統(tǒng)控制相同的就地設備，但在實現(xiàn)方式上存在差異。

3.1 停堆功能

PMS系統(tǒng)停堆命令通過反應堆停堆邏輯矩陣（RTM TU）直接驅(qū)動停堆斷路器，導致本序列對應的停堆斷路器打開。當兩個序列的停堆斷路器斷開，控制棒驅(qū)動機構(gòu)斷電，控制棒落棒，實現(xiàn)停堆功能。DAS系統(tǒng)停堆命令由開關量輸出卡件輸出，在硬件上將兩個觸點信號（分別由DAS兩個處理器控制輸出）串聯(lián)實現(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發(fā)電機組的勵磁開關，使控制棒驅(qū)動機構(gòu)斷電，控制棒落棒，實現(xiàn)停堆功能。DAS與PMS的停堆功能盡管都是由控制棒驅(qū)動機構(gòu)斷電實現(xiàn)的，但PMS通過斷開斷路器實現(xiàn)停堆動作，而DAS通過給停堆斷路器斷電實現(xiàn)。

3.2 電動閥

DAS與PMS共同控制的電動閥共13個：安全殼冷卻閥和ADS 1-3級閥門。其中ADS1-3級電動閥，DAS系統(tǒng)只能通過主控室手動開關對其進行一對一控制。

PMS由設備接口卡件（CIM）發(fā)出閥門開關命令，共控制兩個線圈：閥門開命令線圈和閥門關命令線圈，線圈上電后，相應的觸點閉合，電機正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)執(zhí)行相應的開關功能。閥門動作到位后，閥位反饋信號會送回到CIM卡件。

DAS系統(tǒng)只能給控制的電動閥發(fā)出開命令，其控制信號由ALS開關量輸出卡件輸出，共控制一個線圈，線圈上電，相應的觸點閉合，電機上電驅(qū)動，閥門打開。DAS系統(tǒng)不能接收閥門閥位反饋信號。

3.3 氣動閥

DAS與PMS系統(tǒng)通過控制氣動閥供氣管線上的電磁閥實現(xiàn)對氣動閥的控制。PMS控制的電磁閥回路濕電壓由1E級直流電源和不間斷電源系統(tǒng)（IDS）供電，共控制一個驅(qū)動電磁閥，電磁閥上電，氣源供給/失氣，閥門動作。DAS控制的電磁閥回路濕電壓由非1E級直流電與UPS系統(tǒng)（EDS）供電，此電磁閥為雙線圈電磁閥，即電磁閥內(nèi)沒有設置彈簧復位裝置，內(nèi)部設置兩個線圈：驅(qū)動線圈和復位線圈，相關線圈上電，氣源供給/失氣，實現(xiàn)閥門開/關控制。

3.4 爆破閥

AP1000核電機組共12個爆破閥：ADS第4級（4個），IRWST注入隔離閥（4個），安全殼再循環(huán)閥（2個），安全殼再循環(huán)/IRWST排水閥（2個）。DAS僅可以在主控室手動觸發(fā)爆破閥，其共控制12個爆破閥點火器，對上述12個爆破閥實行1對1控制。PMS通過CIM卡件可手動/自動觸發(fā)爆破閥，其共控制16個爆破閥點火器，除ADS第4級爆破閥冗余控制兩個點火器外，其余8個爆破閥實行1對1控制。除此之外，CIM卡件會接受到爆破閥閥位反饋信號。

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

4.1 DAS對PMS系統(tǒng)氣動閥控制上的影響分析

對于DAS與PMS共同控制的氣動閥，由于DAS控制的氣動閥電磁閥位于PMS控制電磁閥的上游，其控制的優(yōu)先級大于PMS優(yōu)先級，即當DAS發(fā)出驅(qū)動信號，驅(qū)動電磁閥上電，使氣源管線供氣/失氣，PMS將無法控制此氣動閥。DAS發(fā)出驅(qū)動命令后，氣動閥動作，若要復位此氣動閥，只能使用DAS的手動硬手操開關進行復位。在對DAS與PMS共同控制氣動閥的調(diào)試過程中，建議首先對DAS控制的電磁閥進行調(diào)試，保證其上游氣源供給的可控性；或在對PMS控制的氣動閥調(diào)試時，應確保DAS控制的氣動閥驅(qū)動信號復位，否則閥門將不能執(zhí)行PMS命令。

4.2 DAS對PMS系統(tǒng)電動閥控制上的影響分析

對于DAS與PMS共同控制的電動閥，由于DAS開命令的輸出觸點與PMS關命令的輸出觸點串聯(lián)，當DAS控制的線圈上電后，與PMS關命令串聯(lián)的DAS開命令輸出觸點斷開，PMS將不能執(zhí)行此閥門的關動作，需將DAS開命令復位后，PMS才能對其執(zhí)行控制命令。在對DAS與PMS共同控制電動閥的調(diào)試過程中，應注意DAS復位電動閥的方法。為了防止當DAS在控制電動閥執(zhí)行開命令時，PMS發(fā)出關命令對其產(chǎn)生干擾，在電動機控制機柜（MCC柜）內(nèi)硬件設計上，將DAS發(fā)出的驅(qū)動命令轉(zhuǎn)換為保持信號。若要復位DAS控制的電動閥，需將MCC柜電源斷電，復位DAS的驅(qū)動信號后，再將MCC柜上電，從PMS或PLS側(cè)復位此閥門。

5 結(jié)束語

文章主要通過介紹DAS和PMS的停堆方式，電動閥，氣動閥，爆破閥的控制方式，闡述兩者在就地執(zhí)行機構(gòu)控制方式上的差異，及在電動閥和氣動閥控制上DAS命令對PMS命令的影響。在機組調(diào)試或生產(chǎn)活動中，對于兩者共同控制的斷路器、電動閥和氣動閥，若發(fā)現(xiàn)拒動現(xiàn)象，在對上游儀控系統(tǒng)的故障排查過程中，除了檢查PMS/PLS系統(tǒng)驅(qū)動命令是否發(fā)出外，不要忽略對DAS系統(tǒng)進行驅(qū)動命令是否復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

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