李袁鵬

（江蘇核電有限公司 儀控一室，江蘇 連云港 222000）

0 引言

VVER型核電機組反應堆控制保護系統(tǒng)[1]主要用于實現(xiàn)緊急停堆、快速降功率、控制棒在堆芯內高度的控制及位置監(jiān)視等功能，同時控制棒位置信號將直接參與堆芯功率計算。

緊急情況下，反應堆控制保護系統(tǒng)接收到預保護信號觸發(fā)時，將通過切斷APP棒組控制棒交流供電模件內可控硅導通角的允許信號，實現(xiàn)APP棒組驅動機構的失電，使得APP棒組掉入堆芯底部，反應堆功率下降至40%。APP信號觸發(fā)時，同時通過反應堆控制保護系統(tǒng)向正常運行儀控系統(tǒng)（TXP系統(tǒng)）發(fā)送汽輪機主調門關信號，汽輪機降功率至550WM，從而實現(xiàn)機組快速降功率的目的。

1 預保護信號執(zhí)行邏輯分析[2]

反應堆控制保護系統(tǒng)預保護機柜（1/2SHRSM）負責接收和處理APP信號（見圖1），機組正常運行期間1/2SHRSM機柜的1/2APP信號回路為24V高電平，當APP信號觸發(fā)后，1/2APP信號回路失電，1/2BFK4繼電器失電，1/2TIMER時間繼電器動作并將信號保持4s，同時切斷控制棒驅動機構交流供電模件內可控硅的允許信號，使得APP棒組失電，掉入堆芯底部。

當1/2APP信號回路失電后，1BSS2失電，10BS2模件接收到失電信號后，通過內部繼電器向TXP系統(tǒng)發(fā)送24V汽輪機主調門關信號，使得汽輪機快速降功率至550MW。

圖1 APP信號動作執(zhí)行過程Fig.1 App signal action execution process

圖2 APP信號執(zhí)行回路電路邏輯圖（單機柜）Fig.2 APP signal execution loop circuit logic diagram (single cabinet)

2 預保護信號執(zhí)行邏輯研究

根據(jù)圖1可知，1SHRSM和2SHRSM機柜APP信號觸發(fā)邏輯為“或”，只要有一個SHRSM機柜信號處于觸發(fā)狀態(tài)，系統(tǒng)就處于觸發(fā)狀態(tài)。因此，后續(xù)將按照單個機柜進行深入分析；APP信號執(zhí)行回路電路邏輯圖[3]見圖3。

由圖2可知，當APP信號觸發(fā)時，1/2APP信號回路將處于失電觸發(fā)狀態(tài)，1/2BFK4模件內部繼電器失電，a14端子（1301/1302信號線）失電。

1/2TIMER模件內部K2/K3繼電器得電，3號端子（1502信號線）同時失電，將觸發(fā)APP棒組失電信號。

當APP信號觸發(fā)時，1/2APP信號回路將處于失電觸發(fā)狀態(tài)，1/2BFK4模件內部繼電器失電，a20端子（1601/1602信號線）失電；1BSS2模件內部繼電器失電，a10端子（1603信號線）失電；10BS2模件內部e2-c2繼電器失電，a14端子得電，將向TXP系統(tǒng)發(fā)送汽輪機主調門關信號。

根據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：

1）當1/2BFK4模件同時失電故障時，同時觸發(fā)APP棒組失電和汽輪機主調門關信號。

2）當1/2TIMER模件同時失電故障時，觸發(fā)APP棒組失電信號。

3）當1BSS模件失電故障或直接拔出更換時，1603信號線失電，10BS2模件內部e2-c2繼電器失電，觸發(fā)汽輪機主調門關信號。

4）10BS2模件故障內部e2-c2繼電器失電或a14-a16端子故障閉合時，觸發(fā)汽輪機主調門關信號。

綜上所述，在汽輪機主調門動作執(zhí)行回路中，存在1BSS2和10BS2單一設備故障導致機組降功率。因此，有必要對汽輪機主調門動作執(zhí)行回路進行優(yōu)化，提高反應堆控制保護系統(tǒng)的可靠性，避免單一設備故障導致機組降功率事件發(fā)生。

3 加速預保護信號執(zhí)行邏輯優(yōu)化設計方案

3.1 優(yōu)化設計方案思路

圖3 APP信號優(yōu)化設計方案圖Fig.3 APP signal optimization design diagram

圖4 APP信號優(yōu)化設計電路圖Fig.4 APP signal optimization design circuit diagram

APP信號觸發(fā)后，在APP棒組失電動作執(zhí)行回路中，只有1/2TIMER時間繼電器同時故障，才會導致信號誤觸發(fā)機組降功率。因此，汽輪機主調門動作執(zhí)行回路邏輯可以參考APP棒組失電動作執(zhí)行邏輯進行修改，避免單一設備故障導致機組降功率。

鑒于反應堆控制保護系統(tǒng)屬于安全重要系統(tǒng)，優(yōu)化設計方案應遵循以下原則：

1）保證反應堆控制保護系統(tǒng)保護功能不受影響。

2）優(yōu)化設計方案易于實施，不作重大改造，不新增部件。

3.2 加速預保護信號執(zhí)行邏輯優(yōu)化設計方案

汽輪機主調門關信號同APP失電信號執(zhí)行回路邏輯一致（見圖3），將1/2 TIMER時間繼電器的1/2 APP信號回路輸出信號作為輸入信號，分別經(jīng)過6BS2和10BS2模件內部繼電器進行電壓翻轉后輸出。

由于每個BS2模件中有8個獨立的通道，6BS2模件為1/2SHRSM機柜在使用的模件，并有未使用的通道。

該優(yōu)化方案改動較小，僅需新增和更改信號線，無需新增設備。

3.3 優(yōu)化設計方案可行性分析

優(yōu)化后，當APP信號觸發(fā)后，1/2 APP信號回路失電，1/2 BFK4繼電器失電，1/2 TIMER繼電器失電，6BS2和10BS2失電，75號供電端子將24V供電通過10BS2模件a12端子（1714信號線）輸入，c12端子（1717信號線）輸出到6BS2模件a28端子（1717信號線），從6BS2模件c28端子（1713信號線）輸出發(fā)送到TXP系統(tǒng)觸發(fā)汽輪機主調門關信號。

正常運行期間，當6BS2模件失電故障，10BS2模件正常運行時，10BS2模件內部繼電器得電，a12-c12端子為斷開狀態(tài)，24V供電信號無法發(fā)送到TXP系統(tǒng)，不會觸發(fā)汽輪機主調門關信號。同理，當10BS2模件故障，6BS2模件正常運行時，也不會觸發(fā)汽輪機主調門關信號。

結論：

1）該優(yōu)化設計方案對反應堆控制保護系統(tǒng)的保護功能沒有影響。

2）當6BS2和10BS2模件單一故障或直接更換時，不會導致汽輪機主調門關信號誤動作。

3.4 優(yōu)化設計方案實施

加速預保護信號執(zhí)行邏輯優(yōu)化設計方案僅需新增和更改信號線，無需新增設備，改造范圍小，易于實施，能夠有效避免單一設備故障導致機組降功率。

4 結束語

本優(yōu)化方案針對反應堆控制保護系統(tǒng)單一設備故障將導致機組降功率潛在隱患問題，優(yōu)化改進了APP信號執(zhí)行回路邏輯，在不影響系統(tǒng)安全功能的基礎上，避免了單一設備故障誤觸發(fā)汽輪機主調門動作，提高了系統(tǒng)的運行可靠性，保障了機組的安全穩(wěn)定運行，該優(yōu)化方案對VVER型核電機組的改進具有重要的參考價值和推廣應用前景。