陶 滔，張曉光，張 燁，錢 敏

（1.中核核電運行管理有限公司，浙江 嘉興 314300；2.中核（上海）供應鏈管理有限公司，上海 200233）

核電站汽輪機主盤車用于機組啟停階段持續(xù)驅動汽輪機轉子轉動，防止停機后轉子受熱不均導致的永久性彎曲，輔助盤車則是在主盤車系統(tǒng)的后備。造成主盤及輔盤無法正常投運的因素很多，例如投運條件不具備（頂軸油壓不滿足條件等）以及信號回路問題（盤車電機過電流保護等）。針對主輔盤車均未能正常投運的情況進行分析，制定邏輯優(yōu)化方案，提升盤車系統(tǒng)可靠性。

圖1 GGR401ST溫度布置圖Fig.1 GGR401ST Temperature layout

1 故障過程簡述

1.1 主盤車投運后停運

某核電機組汽輪機停機，轉速降至1350rpm后，主盤車電機正常啟動，但運行約7min后跳閘。

主控操縱員發(fā)現(xiàn)電機電流為0后，立即聯(lián)系維修人員將啟動盤車信號由1強制為0，再下發(fā)盤車投用命令，盤車電流仍為0。現(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn)盤車控制柜報“E14”故障，盤車電機停轉。運行人員根據經驗將機柜電源開關斷開再重合，“E14”報警消失，報“E01”故障，盤車電機仍未啟動。

隨后就地運行人員聯(lián)系維修人員將啟動盤車信號由1強制為0，斷開再重合電源開關后，“E01”消失。儀控人員恢復主盤車啟動信號，主盤車電機啟動，盤車功能正常投用。

1.2 主盤車投運未成功后，投用輔助盤車失敗

主盤車電機停運后，主控室操縱員曾經兩次試圖啟動輔助盤車電磁閥來開啟輔助盤車功能，均未成功。

2 原因分析

2.1 主盤車未能正常投用

主盤車投運7min后電機停運：

根據主盤車運行維護手冊[1,2]，“E14”故障報警的定義為液壓聯(lián)軸器溫度高或失速。該報警信號來源為汽機液壓聯(lián)軸器上的GGR401ST（P4傳感器，其布置圖見圖1），該傳感器主要有兩個功能。

第一個功能：液壓聯(lián)軸器溫度監(jiān)測。P4通過接收液壓聯(lián)軸器上的一個信號發(fā)射器發(fā)射的脈沖信號進行溫度監(jiān)測，聯(lián)軸器溫度小于125℃時，該信號發(fā)射器發(fā)射脈沖信號，盤車軸每轉一圈，P4接收到一個脈沖信號并送到EOC控制器，EOC在規(guī)定時間內將接收到的脈沖數(shù)與控制器內設定的脈沖數(shù)比較，高于設定脈沖數(shù)則表明溫度正常。一旦聯(lián)軸器溫度高于125℃，該信號發(fā)射器停止發(fā)射信號，此時脈沖數(shù)低于設定脈沖數(shù)，報警信號通過EOC控制器送GGR001AR的P1卡報“E14”，關停主盤車電機。

第二個功能：盤車軸轉速監(jiān)測，分為兩種情況：

1）在盤車電機啟動15s后，如果 P4探測到盤車軸轉速達不到設定轉速，P1卡報“E14”故障代碼，關停主盤車電機。

2）在盤車正常運行期間，如果轉速低于設置的最低轉速值，現(xiàn)場設置值為100RPM，即跳盤車電機。

如上所述，本次盤車E14及E1故障原因分析如下：

2.1.1 E1故障

根據主盤車運行維護手冊[1,2]，E1定義為接通小齒輪離合器控制器（即盤車控制器）之前，必須將ETG選擇為“OFF”。由于在第一次E14出現(xiàn)運行人員將控制柜斷電再合閘后投盤車信號一直存在，因而維修人員將信號由1強制為0后（ETG置off），在后續(xù)盤車ETG投用后，再恢復投盤車信號成功。因此，E1故障原因就是在就地盤車控制柜重啟時盤車投用信號未置0。

2.1.2 E14故障原因可能性分析

1）液壓聯(lián)軸器溫度高

根據歷史數(shù)據，報E14故障前和第二次盤車啟動后盤車電機電流基本穩(wěn)定在34A，該電機額定電流為91A，故障發(fā)生時電流值遠低于額定電流，可排除電機過流造成聯(lián)軸器過熱的可能。同時聯(lián)軸器漏油也會導致溫度的上升，但就地人員查看時未發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器有漏油現(xiàn)象，同時第二次盤車啟動及運行均正常，液壓聯(lián)軸器溫度高導致E14故障的可能性可以排除。

2）P4傳感器偶發(fā)故障

可能存在P4傳感器偶發(fā)故障無法正常向P1卡發(fā)送信號，導致E14故障出現(xiàn)。

3）EOC偶發(fā)故障

EOC在轉速低于預設值時，會斷開輸出繼電器，使得P1卡跳盤車電機。

4）EOC輸出回路存在斷線

如果輸出回路斷線，相當于EOC輸出繼電器斷開，也會產生同樣的后果。

2）、3）、4）這3種可能的后果相同，均會導致E14故障報警的發(fā)生。由于重啟后E14故障消除，基本可以排除輸出回路斷線的可能。

綜上所述，初步判斷本次盤車首次投運后電機停止的主要原因為P4傳感器至P1卡之間的信號回路偶發(fā)故障所導致。

2.2 輔助盤車未能正常投用

2.2.1 輔助盤車功能描述

輔盤的控制在DCS實現(xiàn)，主要通過操縱員在二層下發(fā)手動命令打開GGR441VH電磁閥后供油推動棘輪，棘輪推動齒輪從而帶動大軸。根據GGR441VH動作DCS日志，操縱員曾經兩次啟動該閥門的開命令。

圖2 輔助盤車電磁閥手動及自動控制邏輯Fig.2 Manual and automatic control logic of auxiliary disc solenoid valve

2.2.2 原因分析

根據輔助盤車投用邏輯[3]，操縱員可以手動啟動和關停GGR441VH。輔助盤車手動命令允許條件為：汽機轉速小于3rph、嚙合開關001SM為0，002SM為1、頂軸油壓力大于23Mpa。

根據操縱員投用輔助盤車的時間，調取了歷史數(shù)據如下：

汽機轉速為0、001SM為0，002SM為1、頂軸油壓力為27.7Mpa。由此可見，盤車手動命令允許條件具備，指令仍未成功下發(fā)。經查詢邏輯圖，輔盤自動停信號來源為主盤車投運命令信號，操縱員先后兩次投用輔盤信號時，維修人員還未到DCS進行主盤車命令信號的強制，主盤車命令仍為1，此時主控室操縱員無法在二層將主盤車投用信號強制為0（該命令由二層按鈕，命令下發(fā)同時啟動盤車和頂軸油泵，此時若操縱員關停該按鈕，會失去頂軸油壓力）。因此，下發(fā)主盤車信號會閉鎖輔助盤車手動投用信號，具體見圖2。

3 初步改進方向

3.1 主盤車

針對主盤車未能及時投運的情況，通過在機組大修停機階段測試EOC系統(tǒng)輸入及輸出信號是否穩(wěn)定，根據測試結果進一步精確查找故障點。

針對現(xiàn)場出現(xiàn)的E14及E1故障報警，研究可行方案，在盤車就地控制柜增加按鈕用以閉鎖E14停運電機信號，同時不影響盤車嚙合過程的邏輯及相關信號。

3.2 輔助盤車

針對本次操縱員無法投用輔助盤車的情況，通過變更優(yōu)化邏輯，初步考慮將盤車和頂軸油泵的啟停按鈕分開，實現(xiàn)操縱員可以在停運主盤車信號的同時不會關停頂軸油泵。

4 結束語

通過本次分析基本明確了故障根本原因，同時本次故障原因的結論也對優(yōu)化邏輯以及后續(xù)設備運行維護提供了積極的指導意義。