棒控棒位系統(tǒng)功率控制棒無法動(dòng)作故障分析

秦洪超

【摘 要】核電站棒控棒位系統(tǒng)在降功率運(yùn)行時(shí)，功率控制棒G棒組觸發(fā)"運(yùn)行故障"報(bào)警，手、自動(dòng)模式均無法動(dòng)作，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)正常運(yùn)行。本文通過對(duì)這一故障診斷分析，查明了故障原因。并提出改進(jìn)優(yōu)化建議，對(duì)其他電站在處理類似缺陷故障有重要的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】棒控系統(tǒng);運(yùn)行故障;脈沖信號(hào)

中圖分類號(hào)： TL362文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）13-0044-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.13.020

Bar Control System Power Control rod Failure Action Analysis

QIN Hong-chao

（China Nuclear Power Operation Technology Corporation，LTD.， Zhejiang Haiyan 314300， China）

【Abstract】When the power rod control system of nuclear power plant is running at reduced power， the power control rod G rod group triggers the "operation fault" alarm， and the manual and automatic modes can not operate， which seriously affects the normal operation of the system. Through the diagnosis and analysis of this fault， this paper finds out the cause of the fault. And put forward suggestions for improvement and optimization， which can be used as an important reference for other power stations in dealing with similar defect faults.

【Key words】Rod control system; Operation fault; Pulse signal

0 引言

棒控系統(tǒng)主要包括邏輯柜（CLE）和電源柜（PWE）。邏輯柜完成總的管理和協(xié)調(diào)，選擇控制棒組，提供與棒組驅(qū)動(dòng)設(shè)備有關(guān)的連鎖信號(hào)，接收操作員選擇的控制棒動(dòng)作方式和動(dòng)作方向指令，經(jīng)邏輯處理單元控制相應(yīng)棒組動(dòng)作。電源柜根據(jù)控制邏輯柜的運(yùn)行指令，完成提升、插入循環(huán)程序，對(duì)棒電源輸出進(jìn)行整流后，送往驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)磁軛線圈，從而驅(qū)動(dòng)控制棒動(dòng)作。每個(gè)電源柜分為兩部分，一部分是循環(huán)監(jiān)視邏輯單元，接收提升或下插動(dòng)作指令，對(duì)每種線圈產(chǎn)生激磁時(shí)序。另一部分是電源驅(qū)動(dòng)單元，分別給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的三個(gè)線圈提供調(diào)節(jié)電流，每個(gè)電源柜控制一個(gè)子組。

當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)對(duì)控制棒正常動(dòng)作產(chǎn)生阻礙的現(xiàn)象時(shí)，會(huì)觸發(fā)“operation fault”（運(yùn)行故障）報(bào)警，此時(shí)觸發(fā)報(bào)警的機(jī)柜不再接收動(dòng)棒指令，該機(jī)柜控制的棒組保持當(dāng)前狀態(tài)禁止動(dòng)作，直到故障解除。

1 故障描述

電站機(jī)組處于降功率工況，汽輪機(jī)手動(dòng)停機(jī)后，主控室操作員發(fā)現(xiàn)G棒組觸發(fā)“運(yùn)行故障”報(bào)警，且手、自動(dòng)模式均無法動(dòng)作。現(xiàn)場檢查確認(rèn)：N11、G21子組電源柜觸發(fā)“運(yùn)行故障”，“處理器輸入指令信號(hào)故障”，柜內(nèi)卡件、模塊等硬件均工作正常。通過檢查系統(tǒng)故障記錄發(fā)現(xiàn)，停機(jī)后N11、G21子組電源柜同時(shí)觸發(fā)“cycler fault_pulse from CLE too close”報(bào)警，從而引發(fā)該子組電源柜觸發(fā)“operation fault”報(bào)警。

2 原因分析

棒控系統(tǒng)邏輯柜在接收到功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)或KIC的動(dòng)棒指令后，會(huì)給對(duì)應(yīng)控制棒組的電源柜下發(fā)動(dòng)棒指令棒脈沖，電源柜接收到脈沖信號(hào)后，則按照程序設(shè)定的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作電流時(shí)序產(chǎn)生提升、下插動(dòng)作信號(hào)。同時(shí)，電源柜邏輯控制單元還會(huì)對(duì)該動(dòng)棒指令脈沖信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測，對(duì)異常脈沖信號(hào)觸發(fā)三種報(bào)警，分別是：“pulse too short”、“pulse too long”和“pulse too close”（見圖1），避免由于動(dòng)棒指令脈沖信號(hào)異常，造成控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電流時(shí)序在兩個(gè)相鄰動(dòng)作周期之間相互干涉，導(dǎo)致控制棒組異常動(dòng)作或損傷。

此次N11、G21子組電源柜出現(xiàn)“operation fault”報(bào)警，均是由“pulse too close”引發(fā)：動(dòng)棒指令脈沖信號(hào)時(shí)間間隔過短。

且棒控系統(tǒng)控制邏輯中有以下聯(lián)鎖：

任何一個(gè)停堆棒（S棒）子組故障，則閉鎖所有停堆棒組;

任何一個(gè)溫度控制棒（R棒）子組故障，則閉鎖所有R棒組和停堆棒組;

任何一個(gè)功率控制棒（G棒）子組故障，則閉鎖所有功率控制棒組。

由于N11、G21子組電源柜觸發(fā)“operation fault”，故導(dǎo)致G棒組動(dòng)作閉鎖，無法進(jìn)行提升或下插操作。

通過查看KIC記錄，停機(jī)前機(jī)組正在進(jìn)行降功率，G棒組控制模式跟隨電功率變化處于不斷下插的過程。停機(jī)時(shí)刻前，G棒組需求棒位變化，需要下插動(dòng)作，棒控邏輯柜下發(fā)下插指令脈沖，G棒組執(zhí)行下插動(dòng)作，此時(shí)停機(jī)信號(hào)產(chǎn)生，G棒組控制模式切換至最終功率定值控制，導(dǎo)致需求棒位較之前有所上升，需要G棒組提升動(dòng)作（見圖2），于是棒控邏輯柜又下發(fā)提升指令脈沖。

通過查看RGL日志記錄，發(fā)現(xiàn)N11、G21子組下插指令下發(fā)后，間隔800ms又下發(fā)提升指令（見圖3），兩個(gè)動(dòng)作指令脈沖信號(hào)觸發(fā)間隔時(shí)間過短，故產(chǎn)生“pulse too close”故障報(bào)警。

由此可見，G棒組觸發(fā)"運(yùn)行故障"報(bào)警無法提升和下插動(dòng)作的原因是：停機(jī)瞬間，出現(xiàn)兩次動(dòng)棒指令信號(hào)觸發(fā)間隔時(shí)間過短的現(xiàn)象，導(dǎo)致"處理器輸入指令信號(hào)故障"報(bào)警。棒控棒位系統(tǒng)監(jiān)測到信號(hào)異常后正常響應(yīng)，立即停止棒組動(dòng)作，閉鎖相應(yīng)棒組動(dòng)作，避免兩個(gè)周期的動(dòng)作時(shí)序之間發(fā)生干涉，造成落棒風(fēng)險(xiǎn)。

3 故障處理

經(jīng)過分析確認(rèn)棒控棒位系統(tǒng)設(shè)備工作正常，對(duì)故障報(bào)警進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位操作不會(huì)對(duì)控制棒正常動(dòng)作帶來風(fēng)險(xiǎn)，隨后G棒組動(dòng)作過程中未再發(fā)生故障。在大修中，對(duì)邏輯柜到電源柜的接線、插頭等進(jìn)行了檢查緊固，排除因硬件連接產(chǎn)生報(bào)警的可能性。同時(shí)對(duì)棒控棒位系統(tǒng)內(nèi)部控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。

4 結(jié)論

本文通過對(duì)棒控棒位系統(tǒng)在降功率過程中，功率控制棒G棒組觸發(fā)"運(yùn)行故障"報(bào)警，手、自動(dòng)模式均無法動(dòng)作的故障進(jìn)行了深入分析，找到問題根源：動(dòng)棒指令信號(hào)觸發(fā)間隔時(shí)間過短，導(dǎo)致G棒組閉鎖無法動(dòng)作。提出了處理措施和建議，對(duì)故障報(bào)警的消除和同類電站類似問題的解決有重要的參考借鑒作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]棒控棒位系統(tǒng)手冊(cè)，中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院.

[2]沈小要.控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)提升特性研究.核動(dòng)力工程，2012年1期.

[3]畢滿清.模擬電子技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[4]查方興.I/A'S系統(tǒng)及應(yīng)用.上海福克斯波羅有限公司，2007.