李 捷，黃 遠(yuǎn)，盧 建，朱鵬飛

（中核核電運(yùn)行管理有限公司 維修三處，浙江 海鹽 314300）

0 引言

秦二廠1/2號(hào)機(jī)組RGL系統(tǒng)設(shè)備主要由控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、棒位探測(cè)器、控制邏輯柜、電源柜、棒位測(cè)量柜和處理柜組成。

棒控部分通過(guò)控制邏輯柜與電源柜驅(qū)動(dòng)控制棒在堆芯提升、插入和保持狀態(tài)，改變堆芯反應(yīng)性的大小，從而完成反應(yīng)堆的功率控制。

棒位部分用來(lái)實(shí)現(xiàn)控制棒所處的堆芯位置測(cè)量，判斷各棒束位置正確性，為操縱員提供了控制棒在堆芯里的真實(shí)位置。操縱員可以根據(jù)棒束的相應(yīng)測(cè)量位置和給定棒位計(jì)數(shù)器的給定位置來(lái)識(shí)別控制棒的失步、卡棒、落棒等[2]。根據(jù)系統(tǒng)的功能作用與組成結(jié)構(gòu)，其具體的分類如圖1所示。

圖1 棒控棒位系統(tǒng)具體分類Fig.1 Specific classification of RGL system

1 棒控棒位系統(tǒng)FMEA分析

秦二廠1/2號(hào)機(jī)組RGL系統(tǒng)采用中核控制公司生產(chǎn)的以模擬電路為主的棒控棒位產(chǎn)品，至今已連續(xù)運(yùn)行近20年。近幾年，系統(tǒng)老化現(xiàn)象逐漸凸顯，設(shè)備故障率逐漸升高，可靠性逐漸下降，對(duì)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了較大的威脅。一方面，在系統(tǒng)故障時(shí)，運(yùn)維人員根據(jù)現(xiàn)有的系統(tǒng)配置（包含目前的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)），很難第一時(shí)間定位到卡件或元器件級(jí)別的故障點(diǎn)，非常不利于現(xiàn)場(chǎng)高風(fēng)險(xiǎn)搶修工作的開展；另一方面，為了提高系統(tǒng)的可靠性，運(yùn)維人員必須有針對(duì)性地制定相應(yīng)的預(yù)防性維修策略并加以實(shí)施，但由于技術(shù)所限，運(yùn)維人員無(wú)法精細(xì)地掌握系統(tǒng)子部件、卡件或元器件的性能狀態(tài)，只能粗淺地根據(jù)歷史故障數(shù)據(jù)和運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)制定相應(yīng)預(yù)維策略，同時(shí)加速推進(jìn)整體技改，這對(duì)機(jī)組的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生了較大的不利影響。

由于RGL系統(tǒng)內(nèi)部包含功能設(shè)備數(shù)量眾多，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，往往很難快速、精準(zhǔn)地定位故障點(diǎn)，此外由系統(tǒng)老化降質(zhì)引發(fā)的故障信號(hào)在出現(xiàn)早期變化微弱，僅以一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上觀測(cè)信號(hào)來(lái)估計(jì)系統(tǒng)的健康狀況是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)當(dāng)分析梳理出影響系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的關(guān)鍵敏感部件，針對(duì)由于故障缺陷而引起系統(tǒng)功能間的潛在故障模式對(duì)其可靠性的影響進(jìn)行分析，從而在故障未發(fā)生前便能夠?qū)嵤┫鄳?yīng)預(yù)防措施，并評(píng)價(jià)估計(jì)RGL系統(tǒng)的健康狀態(tài)，以此避免系統(tǒng)完全故障，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的健康管理。結(jié)合系統(tǒng)各設(shè)備的故障模式與失效后果的影響與嚴(yán)重程度，總體劃分系統(tǒng)設(shè)備關(guān)鍵度，并對(duì)系統(tǒng)包含的關(guān)鍵敏感設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)分級(jí)，為維修人員提供預(yù)維建議和更換要求。

Failure Mode and Effects Analysis（FMEA） 即 故 障 模式與失效分析，是工程應(yīng)用中最常用的可靠性分析方法之一。主要針對(duì)由于故障缺陷而引起系統(tǒng)功能間的潛在故障模式對(duì)其可靠性的影響進(jìn)行分析，從而在故障未發(fā)生前便能夠?qū)嵤┫鄳?yīng)預(yù)防措施。結(jié)合本文，對(duì)棒控棒位系統(tǒng)進(jìn)行FMEA分析的任務(wù)包括：

1）以系統(tǒng)設(shè)備卡件功能回路為最小分析單元，按照棒控、棒位層級(jí)順序與組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分梳理。

2）結(jié)合得到的系統(tǒng)層級(jí)結(jié)構(gòu)，逐一闡述系統(tǒng)各設(shè)備存在的潛在故障模式，分析設(shè)備故障失效對(duì)系統(tǒng)功能造成的影響與后果。

3）根據(jù)分級(jí)導(dǎo)則的定義與要求，結(jié)合系統(tǒng)各設(shè)備的故障模式與失效后果的影響與嚴(yán)重程度，總體劃分系統(tǒng)設(shè)備關(guān)鍵度，并對(duì)系統(tǒng)包含的關(guān)鍵敏感設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)分級(jí)。

1.1 棒控部分層級(jí)劃分與故障分析

1.1.1 棒控部分組成結(jié)構(gòu)

棒控棒位系統(tǒng)的棒控部分，按照其組成結(jié)構(gòu)可分成：控制邏輯柜、電源柜、棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和配電柜，針對(duì)該部分設(shè)備組成，如圖2所示。

圖2 棒控部分設(shè)備組成結(jié)構(gòu)Fig.2 The structure of the rod control device

1.1.2 控制邏輯柜功能介紹與故障分析

控制邏輯柜接收運(yùn)行人員和功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)出的動(dòng)棒指令信號(hào)，經(jīng)過(guò)PLC部分運(yùn)算處理后，向9個(gè)棒控電源柜輸出控制棒移動(dòng)指令，向處理柜發(fā)送控制組棒束給定位置信息，同時(shí)對(duì)棒控部分運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)報(bào)警。

1.1.2.1 控制邏輯柜PLC部分

邏輯柜PLC部分用于棒控指令接收、計(jì)算處理與輸出執(zhí)行信號(hào)操作，該部分由：程序處理單元、輸入/輸出單元、通訊單元和接口機(jī)箱構(gòu)成。PLC部分包含完整的控制邏輯程序，用于運(yùn)算處理棒控指令，并向棒控電源柜發(fā)送相應(yīng)控制信號(hào)。外部采用一主一從雙冗余結(jié)構(gòu)，正常工作運(yùn)行時(shí)，處于PLC主機(jī)工作，從機(jī)熱備用狀態(tài)。當(dāng)PLC程序處理單元主機(jī)故障失效，從機(jī)能正常啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)切換至從機(jī)繼續(xù)執(zhí)行程序操作，同時(shí)發(fā)出邏輯柜PLC次要故障報(bào)警提示，對(duì)系統(tǒng)安全與控制功能不造成影響；當(dāng)PLC程序處理單元主機(jī)與從機(jī)同時(shí)故障失效時(shí)，系統(tǒng)將徹底喪失對(duì)反應(yīng)堆的功率調(diào)節(jié)功能，同時(shí)觸發(fā)邏輯柜PLC緊急故障報(bào)警提示。

1.1.2.2 邏輯柜工控機(jī)

邏輯柜工控機(jī)為PLC系統(tǒng)上位機(jī)，內(nèi)部設(shè)有監(jiān)控軟件用于顯示各控制棒給定位置與機(jī)柜工作狀態(tài)，并監(jiān)視當(dāng)前工況，包括停堆信號(hào)的觸發(fā)、棒束移動(dòng)命令信號(hào)、主控開關(guān)當(dāng)前檔位，同時(shí)還具備在現(xiàn)場(chǎng)控制狀態(tài)下，通過(guò)軟件界面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制操作功能。其故障效果包括：工控機(jī)顯示器等外設(shè)失靈、主機(jī)箱運(yùn)行異常等情況引發(fā)棒控PLC通訊異常，對(duì)系統(tǒng)控制與安全功能無(wú)影響，可在線進(jìn)行故障修復(fù)處理。

1.1.3 棒控電源柜功能介紹與故障分析

棒控電源柜根據(jù)邏輯柜命令，產(chǎn)生時(shí)序指令信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的提升線圈、傳遞線圈和保持線圈工作，完成控制棒束提升、插入和保持原位動(dòng)作。其故障效果分兩種情況：

① 電源柜緊急報(bào)警。機(jī)柜側(cè)產(chǎn)生緊急報(bào)警指示，同時(shí)觸發(fā)系統(tǒng)安全模式“雙重保持”動(dòng)作，使保持、傳遞線圈同時(shí)工作。

② 電源柜非緊急報(bào)警。機(jī)柜側(cè)產(chǎn)生次要報(bào)警指示，并將故障信號(hào)送至邏輯柜，系統(tǒng)仍能夠正常運(yùn)行。

1.1.3.1 電源柜PLC部分

電源柜PLC部分由：程序處理單元、輸入/輸出單元和接口機(jī)箱構(gòu)成，用于接收控制邏輯柜指令，經(jīng)過(guò)內(nèi)部程序計(jì)算處理，輸出執(zhí)行信號(hào)控制棒束動(dòng)作。設(shè)備故障將致使電源PLC部分無(wú)法接收或執(zhí)行控制邏輯柜的指令信號(hào)，控制棒束無(wú)法移動(dòng)并觸發(fā)電源柜緊急故障報(bào)警，故障電源柜將喪失對(duì)相應(yīng)子組棒束的控制功能。

1.1.3.2 電源功能機(jī)箱

按功能可將電源柜機(jī)箱分為保持、傳遞、提升機(jī)箱，每3個(gè)為一組，對(duì)應(yīng)控制一束控制棒的保持、傳遞、提升CRDMs線圈，每個(gè)功能機(jī)箱包含的插件有：電源、定值、調(diào)節(jié)、移相、檢測(cè)、測(cè)量卡件，其功能實(shí)現(xiàn)原理如圖3所示。

圖3 電源機(jī)箱功能原理圖Fig.3 Functional schematic diagram of power supply chassis

1）電源卡件。采用雙卡雙路冗余設(shè)計(jì)，將來(lái)自機(jī)柜底板的24V直流電源經(jīng)整理濾波，共同為功能機(jī)箱提供（24V、±15V）工作電源，由電壓轉(zhuǎn)換功能回路與監(jiān)測(cè)報(bào)警功能回路構(gòu)成?？收?，將觸發(fā)卡件面板故障報(bào)警提示，若兩塊電源卡同時(shí)失效，將導(dǎo)致整個(gè)機(jī)箱功能喪失，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)控制棒束產(chǎn)生滑棒、落棒事故。

2）定值卡件。用于接收來(lái)自邏輯柜PLC的指令信號(hào)，并向調(diào)節(jié)卡件發(fā)送相應(yīng)定值、補(bǔ)償值信號(hào)，卡件內(nèi)部由定值功能回路與補(bǔ)償值功能回路構(gòu)成。卡件故障將引發(fā)相應(yīng)三相CRDMs線圈電源波動(dòng)或失效，導(dǎo)致控制棒束滑棒、落棒情況，嚴(yán)重影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3）調(diào)節(jié)卡件。接收來(lái)自定值卡件的定值、補(bǔ)償值信號(hào)，與驅(qū)動(dòng)線圈的電流反饋值形成負(fù)反饋回路，輸出穩(wěn)定的調(diào)節(jié)信號(hào)?？啥ㄖ当容^與調(diào)節(jié)功能回路和幅值調(diào)節(jié)功能回路構(gòu)成?？收蠈?dǎo)致三相CRDMs線圈電源波動(dòng)或失效，存在反應(yīng)堆停堆風(fēng)險(xiǎn)。

4）移相卡件。由3塊移相卡件接收來(lái)自底板同步變壓器產(chǎn)生的三相同步信號(hào)，并根據(jù)調(diào)節(jié)信號(hào)控制三相可控硅有序分時(shí)導(dǎo)通，為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供穩(wěn)定有效的動(dòng)力電源?？?nèi)部由觸發(fā)信號(hào)功能回路和變壓輸出功能回路構(gòu)成。卡件故障導(dǎo)致移相觸發(fā)信號(hào)輸出異常，出現(xiàn)單相CRDMs線圈動(dòng)力電源出現(xiàn)波動(dòng)或失電情況。

5）檢測(cè)卡件。用于對(duì)測(cè)量卡件的CRDMs線圈電流值范圍、三相動(dòng)力電源缺相以及功能卡件拔出情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)報(bào)警?？?nèi)部由限值比較功能回路和缺相報(bào)警功能回路構(gòu)成，傳遞（提升）機(jī)箱檢測(cè)卡與保持機(jī)箱檢測(cè)卡的限值比較功能回路組成結(jié)構(gòu)不同。

① 傳遞（提升）限值比較功能回路。采用比較放大模塊與雙D觸發(fā)器模塊監(jiān)測(cè)CRDMs線圈電源有效值，超出高限值觸發(fā)繼電器高電平動(dòng)作產(chǎn)生電源柜緊急故障報(bào)警并向邏輯柜發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)卡件面板將鎖存故障狀態(tài)，故障將導(dǎo)致該電源柜所有子組棒束進(jìn)入“雙重保持”狀態(tài)（即傳遞CRDMs線圈與保持CRDMs線圈同時(shí)處于帶電狀態(tài)，閉鎖棒束移動(dòng)），系統(tǒng)喪失對(duì)故障電源柜控制子組的控制功能。

② 保持限值比較功能回路。相比于傳遞（提升）機(jī)箱檢測(cè)卡，其電路中增加對(duì)傳遞CRDMs線圈與保持CRDMs線圈電源有效值低限監(jiān)測(cè)功能回路。報(bào)警觸發(fā)邏輯與故障效果和傳遞（提升）限值比較功能回路相同。

③ 缺相報(bào)警功能回路。采用比較放大模塊監(jiān)測(cè)CRDMs線圈電源有效值，缺相觸發(fā)繼電器高電平動(dòng)作產(chǎn)生電源柜緊急故障報(bào)警并向邏輯柜發(fā)出報(bào)警信號(hào)，閉鎖故障電源柜控制棒束移動(dòng)功能。

6）測(cè)量卡件。用于感應(yīng)生成CRDMs線圈電源值與熔絲斷故障顯示。卡件內(nèi)部由CRDMs電流感應(yīng)功能回路和熔絲斷故障顯示功能回路構(gòu)成。CRDMs電流感應(yīng)功能回路故障將導(dǎo)致輸出的CRDMs電流值異常，進(jìn)而觸發(fā)檢測(cè)卡件限值報(bào)警功能回路動(dòng)作，產(chǎn)生電源柜緊急故障報(bào)警；熔絲斷故障顯示功能回路故障，僅導(dǎo)致熔絲斷報(bào)警指示燈失效。

7）機(jī)箱框架。電源機(jī)箱采用20芯針腳插頭設(shè)計(jì)，內(nèi)部包含三相可控硅元件、CRDMs線圈電流感應(yīng)霍爾元件，用于實(shí)現(xiàn)功能卡件的信號(hào)轉(zhuǎn)接、CRDMs線圈電流控制與測(cè)量功能。設(shè)備故障將導(dǎo)致電源機(jī)柜產(chǎn)生緊急故障報(bào)警，閉鎖相應(yīng)控制棒束移動(dòng)功能。若該情況發(fā)生在保持機(jī)箱，將造成控制棒束出現(xiàn)滑棒、落棒，引發(fā)功率發(fā)生波動(dòng)。

1.1.4 棒控部分配電機(jī)柜功能介紹與故障效果分析

棒控配電柜采用冗余控制電源RGL004TB（來(lái)自RAM發(fā)電機(jī)的二相260V）、RGL005TB（來(lái)自LNE母線的單相220V）和動(dòng)力電源RGL006TB（來(lái)自RAM發(fā)電機(jī)的三相260V）構(gòu)成。排除極端故障情況，即冗余控制電源柜同時(shí)失效或電源柜所有配電盤同時(shí)失效情況，其故障效果分兩種情況：

1）控制電源柜（RGL004TB/RGL005TB）配電盤開關(guān)失效，將降低系統(tǒng)安全冗余性并觸發(fā)電源柜次要故障報(bào)警，對(duì)系統(tǒng)控制與運(yùn)行功能不造成影響。

2）動(dòng)力電源柜（RGL006TB）配電盤開關(guān)失效，將直接導(dǎo)致對(duì)應(yīng)電源柜控制的控制棒束直接產(chǎn)生落棒動(dòng)作，導(dǎo)致反應(yīng)堆停堆。

1.1.5 控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)功能介紹與故障分析

33個(gè)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別位于安全殼內(nèi)壓力容器頂部不同位置，獨(dú)立完成對(duì)每束控制棒保持、傳遞、提升CRDMs線圈電磁極聯(lián)合控制；無(wú)控制棒移動(dòng)指令時(shí)，由保持CRDMs線圈持續(xù)工作以固定棒束保持原位；當(dāng)需要移動(dòng)棒束時(shí)，控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)接收功能機(jī)箱電流指令，3組CRDMs線圈按一定時(shí)序工作，以控制棒向上或向下移動(dòng)；當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)緊急故障時(shí)，傳遞與保持CRDMs線圈同時(shí)動(dòng)作，固定棒束位置避免滑棒、落棒事故產(chǎn)生[3]。

設(shè)備故障表現(xiàn)為：保持、傳遞或提升線圈工作異?；驈氐资В瑹o(wú)法正常完成指令動(dòng)作，若故障產(chǎn)生于保持CRDMs線圈，則會(huì)直接造成控制棒束失控滑步或掉入堆底，導(dǎo)致機(jī)組功率波動(dòng)甚至引發(fā)意外停堆事件。

1.2 棒位部分層級(jí)劃分與故障分析

1.2.1 棒位部分的組成結(jié)構(gòu)

棒控棒位系統(tǒng)的棒位部分，按照其組成結(jié)構(gòu)可分成：棒位處理柜、測(cè)量柜和棒位探測(cè)器，針對(duì)該部分設(shè)備組成，如圖4所示。

圖4 棒位部分設(shè)備組成結(jié)構(gòu)Fig.4 Device structure of rod position

1.2.2 棒位處理柜的失效模式與故障效果分析

處理柜用于監(jiān)測(cè)棒位測(cè)量柜設(shè)備狀態(tài)，接收來(lái)自測(cè)量柜的測(cè)量棒位信息，并將其與來(lái)自控制邏輯的給定棒位信息進(jìn)行比較分析，判斷棒束位置的準(zhǔn)確性與一致性，同時(shí)向主控室和電廠計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供相關(guān)棒位信息和報(bào)警。

1.2.2.1 處理柜PLC部分

處理柜PLC部分用于棒位信息接收、計(jì)算處理與輸出執(zhí)行信號(hào)操作，該部分由：程序處理單元、輸入/輸出單元和接口機(jī)箱構(gòu)成。內(nèi)部包含完整的棒位處理程序，用于運(yùn)算處理棒位信息，并送至電廠計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、堆外核測(cè)系統(tǒng)以及主控室相關(guān)棒位報(bào)警指示，設(shè)備故障將導(dǎo)致相關(guān)棒束位置顯示與棒束位置比較報(bào)警功能失效，對(duì)控制棒束的運(yùn)行控制和測(cè)量位置監(jiān)視功能不造成影響。

1.2.2.2 棒位工控機(jī)

棒位工控機(jī)作為處理柜PLC系統(tǒng)上位機(jī)，其主要功能是通過(guò)監(jiān)控軟件，顯示給定棒位和實(shí)測(cè)棒位置、各類故障信息、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)并監(jiān)視當(dāng)前工況。其故障效果包括：工控機(jī)顯示器等外設(shè)失靈、主機(jī)箱運(yùn)行異常等情況引發(fā)棒控PLC通訊異常，并產(chǎn)生棒位設(shè)備綜合故障報(bào)警，對(duì)系統(tǒng)控制與安全功能無(wú)影響。

1.2.3 棒位測(cè)量柜的失效模式與故障效果分析

測(cè)量柜采用“兩聯(lián)柜”設(shè)計(jì)，每個(gè)機(jī)柜設(shè)有6個(gè)棒位功能機(jī)箱，通過(guò)箱內(nèi)的功能卡件，用以實(shí)現(xiàn)接收來(lái)自33臺(tái)探測(cè)器各自獨(dú)立的測(cè)量棒位信息，并向主控室提供33束控制棒的實(shí)測(cè)棒位位置，向處理柜提供經(jīng)整形、編碼后的測(cè)量棒位信息和測(cè)量柜工作狀態(tài)信號(hào)[2]。

功能機(jī)箱的主要構(gòu)成由：機(jī)箱框架、MCP10主電流控制卡和MCP22格萊碼信號(hào)處理卡構(gòu)成，用于形成對(duì)應(yīng)控制棒束的測(cè)量位置。

1）MCP10主電流控制卡

① 激勵(lì)電流功能回路。采用正弦波發(fā)生模塊與數(shù)控調(diào)節(jié)器模塊，用于棒位探測(cè)器的原邊線圈提供激磁電流，該電流可隨探測(cè)器負(fù)載阻抗變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，以保證探測(cè)器原邊線圈磁場(chǎng)基本恒定。設(shè)備故障將直接導(dǎo)致相應(yīng)棒束的測(cè)量位置喪失。

② 主電流監(jiān)測(cè)功能回路。設(shè)有雙回路監(jiān)測(cè)主電流波動(dòng)范圍，超過(guò)報(bào)警閾值時(shí)觸發(fā)繼電器高電平動(dòng)作產(chǎn)生‘主電流高’或‘輔助電壓低’報(bào)警并送往主控室與處理柜形成棒位設(shè)備綜合故障報(bào)警信號(hào)。設(shè)備故障僅導(dǎo)致棒位設(shè)備綜合故障報(bào)警功能異常。

2）MCP22格萊碼信號(hào)處理卡

由獨(dú)立的五路比較器與光電轉(zhuǎn)換模塊組功能電路，將棒位探測(cè)器反饋的棒束位置信號(hào)轉(zhuǎn)化成五位格萊碼信號(hào)驅(qū)動(dòng)面板指示，同時(shí)將信號(hào)送至主控室和棒位處理柜。設(shè)備故障將導(dǎo)致對(duì)應(yīng)棒束測(cè)量位置顯示異常，同時(shí)觸發(fā)相應(yīng)棒位報(bào)警信息，對(duì)系統(tǒng)的控制功能不造成影響。

1.2.4 棒位探測(cè)器的失效模式與故障效果分析

棒位探測(cè)器包括位于探測(cè)器底部的一組原邊線圈與位于整個(gè)控制棒行程的輔助線圈和A、B、C、D、E 5組（共31個(gè)）測(cè)量線圈組成的副邊線圈。控制棒束驅(qū)動(dòng)軸始終處于原邊線圈中，當(dāng)棒束位置改變時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸穿過(guò)不同的測(cè)量線圈中5組測(cè)量線圈產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電壓（有效值）以確定棒束位置，并通過(guò)貫穿件部分將信號(hào)送至棒位測(cè)量機(jī)柜[2]。設(shè)備故障分兩種情況：

① 原邊線圈。線圈為一長(zhǎng)螺線管，約2000匝，線徑1.97mm，沿整個(gè)行程繞制，為探測(cè)器提供持續(xù)穩(wěn)定的交變電源。設(shè)備故障將導(dǎo)致棒位探測(cè)器的位置測(cè)量功能完全喪失，失去單組棒束所有測(cè)量位置[2]。

② 輔助線圈。測(cè)量線圈和輔助線圈都是副邊線圈，每個(gè)1700匝，寬2cm，線徑0.23mm，與原邊線圈共軸，用于生成棒束測(cè)量位置信號(hào)[2]。故障將導(dǎo)致該組測(cè)量線圈格萊碼值異常，致使對(duì)應(yīng)棒束位置顯示始終處于錯(cuò)誤位置。

2 棒控棒位系統(tǒng)設(shè)備全面分級(jí)介紹

設(shè)備的全面分級(jí)是設(shè)備可靠性管理的關(guān)鍵，在對(duì)設(shè)備全面分級(jí)的基礎(chǔ)上，對(duì)關(guān)鍵、重要設(shè)備進(jìn)行針對(duì)性管理，實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)、加強(qiáng)中長(zhǎng)期預(yù)維項(xiàng)目管理，以保障棒控棒位系統(tǒng)設(shè)備的可靠性。

2.1 分級(jí)目的與導(dǎo)則

分級(jí)的目的是為系統(tǒng)設(shè)備可靠性管理篩選關(guān)注對(duì)象，本次分級(jí)是以系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)包含的功能回路為最小單元，從上文對(duì)系統(tǒng)設(shè)備故障模式與故障影響分析入手，針對(duì)功能影響最嚴(yán)重的一種故障模式確定設(shè)備等級(jí)。

分級(jí)導(dǎo)則用于指導(dǎo)分級(jí)人員進(jìn)行分級(jí)工作時(shí)，確保執(zhí)行的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)一致。在進(jìn)行分級(jí)工作時(shí)，將設(shè)備分為：關(guān)鍵敏感設(shè)備（S）；關(guān)鍵設(shè)備（A）；重要設(shè)備（B）；一般設(shè)備（C），共4級(jí)。以下是設(shè)備分級(jí)導(dǎo)則的具體細(xì)則：

◆ 關(guān)鍵敏感設(shè)備（S）：如果設(shè)備故障導(dǎo)致如下情況之一，則該設(shè)備屬于關(guān)鍵敏感設(shè)備。

1）引起自動(dòng)或手動(dòng)停堆、停機(jī)。

2）引起大的功率擾動(dòng)，幅度≧10%FP。

3）要求在7天及以內(nèi)修復(fù)，否則進(jìn)入LCO要求的降模式，或LCO有降模式要求，而設(shè)備不可在線修復(fù)。

4）無(wú)法在線對(duì)其進(jìn)行檢修，且該設(shè)備的故障使機(jī)組無(wú)法保持長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

◆ 關(guān)鍵設(shè)備（A）：如果設(shè)備故障導(dǎo)致如下情況之一，則該設(shè)備屬于關(guān)鍵設(shè)備。

1）引起大的功率擾動(dòng)，幅度＜10%FP。

2）非計(jì)劃進(jìn)入LCO要求的降模式，要求在7天以上時(shí)間修復(fù)。

3）導(dǎo)致停堆、停機(jī)或降功率邏輯單通道脫扣。

4）失去安全系統(tǒng)冗余功能。

5）安全系統(tǒng)啟動(dòng)。

6）不能控制反應(yīng)堆重要安全功能。

7）停堆或維持停堆狀態(tài)、余熱排出的能力下降。

8）EOP程序無(wú)法執(zhí)行。

9）不能防止或緩解放射性向廠外釋放。

◆ 重要設(shè)備（B）：如果設(shè)備故障導(dǎo)致如下情況之一，則該設(shè)備屬于重要設(shè)備。

1）設(shè)備失效導(dǎo)致重要系統(tǒng)冗余減少或縱深防御深度減少。

2）設(shè)備失效導(dǎo)致不可接受的化學(xué)、放射性或環(huán)境危害。

3）設(shè)備失效導(dǎo)致非計(jì)劃進(jìn)入LCO，通過(guò)替代手段可以免除降模式要求。

4）設(shè)備失效促進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備失效。

5）設(shè)備失效導(dǎo)致妨礙或阻止關(guān)鍵設(shè)備的及時(shí)維修。

6）設(shè)備失效導(dǎo)致不可接受的維修、更換或運(yùn)行費(fèi)用增加。

7）備件稀少、購(gòu)買周期長(zhǎng)或價(jià)值昂貴的設(shè)備。

8）導(dǎo)致失去重要報(bào)警或運(yùn)行參數(shù)無(wú)法監(jiān)視，增加運(yùn)行人員負(fù)擔(dān)的設(shè)備。

9）裝換料設(shè)備或影響大修關(guān)鍵路徑的設(shè)備。

◆ 一般設(shè)備（C）：不屬于以上3類分級(jí)之內(nèi)的設(shè)備。

2.2 分級(jí)結(jié)果與意義

按照分級(jí)導(dǎo)則，結(jié)合上文對(duì)棒控棒位系統(tǒng)FMEA分析結(jié)論，對(duì)秦二廠棒控棒位系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行全面分級(jí)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 棒控棒位系統(tǒng)設(shè)備分級(jí)結(jié)果Table 1 Classification of RGL system

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)秦二廠棒控棒位系統(tǒng)設(shè)備的全面FMEA分析，并根據(jù)分析結(jié)論對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行全面的分級(jí)，可方便區(qū)分各設(shè)備的重要程度，有利于合理配置各級(jí)別設(shè)備的管理資源，方便制定針對(duì)性的管理策略，還可以能夠降低維修人員的運(yùn)維難度，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，以實(shí)現(xiàn)核電廠安全可靠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。