羅建峰，關(guān)琦

（中廣核核電運營有限公司，廣東 深圳 518124）

1 引言

核電廠18PA6B型應(yīng)急柴油機組的燃油貯存在主儲油罐101BA（安裝在每個柴油機廠房基礎(chǔ)-8.6m的凹坑內(nèi)，容量為320m3）中，能保證柴油發(fā)電機組在額定功率下連續(xù)可靠地運行7天。日用油箱102BA安裝在柴油機廠房+3.75m層房間內(nèi)，其高度差以實現(xiàn)在火災(zāi)情況下能使日用油箱通過自然重力排油至101BA。日用油箱的容量為8m3，能夠供柴油發(fā)電機組在1.1倍額定功率下運行4小時。

當柴油發(fā)電機組在運行時，通過電動燃油輸送泵101/102PO中的一臺從主儲油罐101BA連續(xù)地向日用油箱102BA補油。兩臺燃油輸送泵101/102PO的輸油能力以及邏輯控制回路完全相同，互為冗余備用，當運行中的燃油輸送泵故障或出力不足時，將會自動切換為另一臺泵運行，持續(xù)為日用油箱供油，以提高應(yīng)急柴油機組的可靠性。

2 燃油輸送泵控制邏輯回路分析

核電廠18PA6B型柴油機組的邏輯控制回路是以硬接線方式連接，通過繼電器進行搭建。102PO控制回路與101PO除使用的繼電器不同外，控制邏輯及接線完全一致。

2.1 燃油輸送泵的啟動邏輯

以101PO為例，使燃油輸送泵101PO啟動的條件如下：

①輔助系統(tǒng)手動模式下，手動啟動；

②輔助系統(tǒng)自動模式下，隨柴油機啟動自動啟動；

③102PO運行故障時切換至101PO自動啟動；

④101PO啟動后的自保持信號。

2.2 燃油輸送泵的停運邏輯

以101PO為例，使燃油輸送泵101PO停運的條件如下：

①輔助系統(tǒng)自動模式下，跟隨柴油機停運而自動停運；

②JDT火警信號使燃油輸送泵停運；

③柴油機運行時泵體產(chǎn)生故障或泵出力不足信號導(dǎo)致冗余切換運行后，自保持停運。

2.3 燃油輸送泵的冗余切換邏輯

同樣以101PO為例，當輔助系統(tǒng)在自動模式，燃油輸送泵選擇旋鈕選擇101PO時，101PO將隨著柴油機啟動而自動啟動，啟動后如果產(chǎn)生泵冗余切換信號，將會使101PO停運，102PO啟動，冗余切換情況有2種：

情況一：101PO啟動后，由前延時繼電器開始計時，38s后一對延時節(jié)點閉合，如果這時日用油箱液位低信號存在，邏輯上認為此時101PO泵出力不足，將導(dǎo)致燃油供給無法滿足柴油機運行時的消耗，因此產(chǎn)生冗余切泵信號，使101PO停運，切換至102PO運行。

情況二：101PO正常運行時產(chǎn)生101PO泵故障信號，此時直接產(chǎn)生冗余切泵信號，使101PO停運，切換至102PO運行。

3 邏輯控制回路存在的缺陷

3.1 冗余切換次數(shù)限制

由于101/102PO的控制邏輯完全相同，101/102PO的冗余切換信號控制繼電器具有互鎖功能，當101PO因冗余切換至102PO運行后，冗余切換信號會進行自保持，同時會閉鎖102PO的冗余切換信號。因此101/102PO的冗余切換功能，只能實現(xiàn)一次。

3.2 JDT火警信號產(chǎn)生后失去冗余

當出現(xiàn)JDT系統(tǒng)火警信號，火警信號將會分別送至101/102PO控制回路，使兩臺燃油輸送泵均停運。而所有控制繼電器之間的信號傳遞均使用硬接線連接，火警信號會同時送到兩臺泵的停運控制回路，現(xiàn)有邏輯接線上將使兩個泵控制回路的冗余切換控制繼電器勵磁，而由于兩個冗余切換繼電器存在互鎖關(guān)系，因此兩個繼電器必然只會有一個繼電器勵磁，將另一個閉鎖。當火警信號消失后，已經(jīng)勵磁的冗余切換繼電器將會實現(xiàn)自保持。假如原始運行的是101PO，101PO的冗余切換繼電器先勵磁，則火警信號消失后，重新恢復(fù)啟動的燃油輸送泵是由于切換而啟動的102PO，101PO保持停運。而由于前面提到的冗余切換功能只實現(xiàn)一次，所以火警信號出現(xiàn)并消失后，當切換后運行的泵出現(xiàn)故障等情況時，燃油輸送泵將可能無法進行冗余切換，降低重要應(yīng)急設(shè)備的可靠性。

3.3 燃油輸送泵切換后造成間隔38S啟停一次

假設(shè)一開始101PO保持運行，當燃油輸送泵因故障或出力不足時，101PO停運同時101PO切換繼電器勵磁，產(chǎn)生冗余切換信號使102PO啟動運行。102PO運行信號的延時繼電器開始計時，達到38S時，若此時存在日用油箱液位低信號，因101PO切換繼電器已經(jīng)勵磁并閉鎖102PO的切換繼電器，所以，102PO無法再次切換至101PO運行，但該信號仍會使102PO停運繼電器勵磁。由于燃油輸送泵的停運優(yōu)先級高于啟動優(yōu)先級，即102PO會先進行停運，后因101PO的冗余切換信號一直給102PO啟動命令，因此將使102PO再次啟動。泵停運的啟動和停運同樣存在互鎖關(guān)系，且停運優(yōu)先，因此102PO啟動后會再次因為燃油液位不高的信號而停運，由此陷入邏輯上的循環(huán)，在燃油液位不高信號未消失的情況下，使得切換后運行的燃油輸送泵102PO將會每隔38S停運并再次啟動一次。

4 燃油輸送泵控制邏輯回路優(yōu)化方案

針對當前18PA6B型應(yīng)急柴油發(fā)電機組的燃油輸送泵邏輯控制回路存在的缺陷，在不做較大改變控制回路邏輯的情況下，提出以下優(yōu)化方案，如圖1所示：

圖1 燃油輸送泵邏輯優(yōu)化方案

優(yōu)化1：將燃油輸送泵故障冗余切換的條件與泵出力不足的切換條件進行隔離分化，使泵故障冗余切換的條件改為不限制，即任何時候任一臺泵產(chǎn)生故障信號時，都可以進行冗余切換運行，不再受次數(shù)限制影響。

優(yōu)化2：原JDT火警信號控制繼電器設(shè)計中僅使用2對節(jié)點，尚有2對空余。因此在101/102PO控制回路中各引入現(xiàn)有JDT火警信號繼電器一對節(jié)點，將火警信號停運泵的邏輯回路與燃油輸送泵切換的控制回路隔離開來，使燃油泵切換信號不再因火警信號影響導(dǎo)致誤觸發(fā)，而失去冗余功能。

優(yōu)化3：如圖1所示，僅通過機柜內(nèi)的硬接線修改，改變?nèi)哂嗲袚Q控制繼電器相互閉鎖的位置，避免燃油輸送泵切換運行后，運行38S后液位低信號存在導(dǎo)致泵每隔38S啟停一次，減少了對泵本體設(shè)備的損傷。

5 結(jié)論與總結(jié)

通過上述內(nèi)容可知，優(yōu)化方案可以基本解決現(xiàn)有控制邏輯回路存在的缺陷，同時盡可能的減少對現(xiàn)場設(shè)備的改造工作，最終可以實現(xiàn)提高核電廠應(yīng)急柴油機組設(shè)備冗余備用的可靠性，減少對設(shè)備的非必要損傷。