M310机组C8信号误发风险及应对分析
鲜超
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鲜超,. M310机组C8信号误发风险及应对分析[J]. 信号处理与图像分析,2021.3. DOI:10.12721/ccn.2021.157021.
摘要:
文章分析了机组高功率运行时,汽机跳闸信号C8误发时对机组的影响,并从运行和设计角度提出了应对建议,对C8信号误发时机组的响应措施和关注点进行了明确,为保持核电站稳定运行有重要意义。
关键词: C8信号停机停堆安注主蒸汽管道隔离
DOI:10.12721/ccn.2021.157021
基金资助:

1. 前言

C8信号为汽机跳机信号,参与机组的重要控制和保护,GSE收到汽机相关保护信号时,触发跳机,并产生C8信号。C8信号用于生效最终功率整定值回路、与其他信号符合触发停堆等。若C8信号误发,有导致误停堆、误安注等重大风险。故需对其误发影响进行详细分析,并提出整改建议。

2. C8信号触发原理

对于M31O机组,当四个高压缸进汽截止阀(GSE001、002、003、004VV)中有两个及以上阀门的“关”限位触发;或三个保护油压信号有两个及以上低于阈值5MPa.g;将触发C8信号。C8信号用于产生如下信号:

ž C7A或C7B信号

ž 最终功率整定值信号(仅A列信号)

ž 引入零功率信号,送至GCT系统,产生参考温度,控制GCTc开度(仅A列信号)、蒸汽参考流量从“△P蒸汽流量参考”切换到“无负荷蒸汽流量参考”;

ž 停堆信号(若P16存在(延时1s),且GCTc不可用;若P10存在,且有凝汽器故障或凝汽器不可用或P12或GCTc被手动闭锁信号)等。

3. A列C8信号误发影响理论分析

A列C8信号误发后,可以在KIC上通过RPA819KS(KIC)、RPA678KS(KIC)、RPA678LA1(BUP)、RPA678LA2(ECP)、KPS119LA(A列)等识别判断,ⅠP通道、ⅡP通道、ⅢP通道、ⅣP通道的C8信号可以通过RPR676KS、RPR677KS、RPR678KS、RPR679KS识别。

满功率时,若A列C8信号误发, GRE401MS接入,引入40%蒸汽流量信号,由于此刻机组正满功率运行,对应的环路蒸汽流量计 VVP004、005、006MD仍为满功率时流量,必定大于1GRE401MS引入的40%FP,在比较器VVP401XU1处比较后,触发蒸汽管道流量高信号。

风险:

(1)反应堆停堆风险:此时P10、C8(A列)均存在,若机组出现凝汽器故障、凝汽器不可用、GCT被闭锁、一回路平均温度低低(P12)任何一个信号,则会触发反应堆停堆。

(2)反应堆停堆风险:此时P16、C8(A列)均存在,若延时1S存在GCT不可用,则会触发反应堆停堆。

(3)安注及主蒸汽管道隔离风险:由于蒸汽流量高信号存在,若出现蒸汽管道压力低或一回路平均温度低低(P12)信号将触发安注动作或主蒸汽管道隔离。

从上述三点风险分析中可以看出,若GCT排放阀意外开启,将很可能导致所有触发停堆的附加信号生效,且很有可能出现蒸汽管道压力低或P12引发安注,故对此时GCT旁排阀相关控制分析是必要的,具体如下:

此时,A列C7A、C7B产生,因GCT406XU1定值为50%FP,GCT406XU1相关信号不会生效; C7A、C7B的B列信号也未触发。

控制GCTc的二回路负荷信号变为零,Tref变为291.4℃,Tmax-Tref较大,GCTc四组阀门的快开定值达到,GCTc调制开度出现,此时第三组GCT旁排阀门被闭锁无法开启(如下图2红色标注部分,需要C7B与上负荷大于50%),GCT125、127VL也被闭锁无法开启,由于没有GCT406XU1信号,GCT第四组阀门ADG003、005、007VV将不会快开。

对于GCTc第一二组旁路排放阀,闭锁信号(P12,温度模式下无C7A和P4,凝汽器不可用,排放模式选择开关置于“闭锁-LOCK”位置)中虽然A列C7A存在,但B列C7A没有触发,故第一二组旁排阀也被闭锁开启。

结论:虽然A列信号触发,由于GCTC所有排放阀均被闭锁,不会直接触发停堆或安注,但产生安注、蒸汽管道隔离、停堆等保护动作的风险骤然增加。

4. B列C8信号误发影响分析:

B列C8信号误发后,识别方式与A列基本一致,但可通过KPS119LA/KPS120LA进行区分,KPS119LA仅A列C8信号触发时灯亮,而KPS120LA仅B列C8信号触发时灯亮。满功率时,若B列C8信号误发,瞬时产生的主要影响如下:

(1)风险

ž 存在安注及主蒸汽管道隔离风险:分析同A列

ž 对二回路负荷控制无影响: B列的C8信号不影响GCT控制的负荷信号,GCT按正常逻辑控制,满功率运行时保持关闭。

(2)对最终功率整定值生成回路无影响:最终功率整定值产生的信号来自A列C8,故B列C8触发时不影响最终功率整定值生成回路。

(3)触发停堆:因为B列C8信号不影响Tref的生成,故此时将生成GCTc不可用信号(P16+无ΔT>3℃信号),P16+B列C8信号+GCTc不可用延时1s,反应堆停堆。

结论:B列C8信号误发将触发停堆(P16以上)

5. A/B列信号均误发的影响分析

A/B列C8信号均误发后,存在如下风险:

(1)存在安注及主蒸汽管道隔离风险:分析同A列、B列。

(2)第一、二、三组旁排阀开启,存在核功率超限、安注及主蒸汽管道隔离风险:A、B列C7A、C7B产生,控制GCTc的汽机负荷信号变为零(如前分析,由A列信号产生),最终功率整定值未送入,Tref变为291.4℃,温差信号△T=18.6℃(最终功率整定值未生成,不加4.17℃),GCT四组阀快开定值达到,GCT第1、2组组阀迅速全开,第3组阀门被闭锁开启(见前面分析),第4组阀门由于406XU1未产生而不会快开,GCT125、127VL会开启。

此时ΔT>3℃信号出现导致GCTc不可用信号消失,虽然不会因此而瞬时触发停堆.但GCT前两组阀门的迅速全开,导致蒸汽管线流量高和蒸汽管线压力低或温度低触发安注和蒸汽管道隔离、停堆、停机。

6. 总结

(1)A列C8信号误发不会直接触发停堆或安注,但产生安注、蒸汽管道隔离、停堆等保护动作的风险骤然增加。

(2)B列C8信号误发导致停堆(P16)

(3)A/B列C8信号均误发,将触发安注及主蒸汽管道隔离(包括停堆停机)。

7. 应对措施

(1)针对A列C8信号误发的应对措施:

由上分析可以见,A列C8信号误发,不会直接触发停堆或安注等异常瞬态,但由于蒸汽流量高信号存在,增加了安注、主蒸汽管道隔离的风险,需密切关注影响蒸汽流量、压力、一回路平均温度的相关信号。

ž 严密监视GCTc、ADG排放情况、蒸汽发生器水位、凝汽器真空、一回路温度、核功率、二回路蒸汽管道压力、GCTa阀门状态等,避免产生停堆、安注等事故。

ž 立即查明误发原因,消除误发信号,并注意复位A列C7A、C7B等信号

ž 在误发原因未查明,蒸汽参数出现波动,无法及时控制时,可以考虑手动停机,触发真实A\B列C8信号,避免触发安注,将故障后果减少到最小。

(2)针对B列C8信号误发的应对措施:

综上分析,B列C8信号误发后,若功率在40%PN(P16)以上,将导致反应堆停堆。此时立即根据事故规程控制机组状态,机组状态稳定后,尽快开展维修工作,消除误发信号,并注意复位B列C7A、C7B等信号。

如果初始状态汽机功率小于40%FP,应该避免核功率超过40%FP,为此,需要密切关注二回路ADG排放阀动作情况、蒸汽发生器水位、GCTa阀门状态等,避免二回路耗汽量增加导致一回路功率上升;另外,如果核功率在10%FP以上,P10信号存在,需要密切关注凝汽器真空等,避免停堆事件发生。

(3)针对A/B列C8信号均误发的应对措施

40%FP功率以上,A/B列C8均误发将导致安注,对机组影响巨大。此时立即执行事故规程稳定机组状态,后续展开维修工作,查明原因,并消除误发信号。

8.后续改进建议

(1)增加B列C8信号触发导致汽机跳闸的信号,避免高功率下B列C8信号误发时反应堆停堆,避免高功率下A、B列C8信号均误发时安注产生;

(2)或者增加A列C8或B列C8均触发直接停运汽机的信号,避免C8信号误发给机组带来的瞬态或高风险状态;

(3)或者,产生“GCTc不可用”的信号中增加一路信号:汽机甩负荷大于50%FP,而GCTc第三组阀门被闭锁开启,其中甩负荷大于50%FP的信号可由“GCTc的总温差信号>9.3℃”产生,GCTc的总温差信号即为403ZO输出,9.3℃=(310-291.4)/2,可表征汽机甩负荷大于50%FP。增加此信号后,一旦A、B列C8信号误发,会直接停堆,避免安注发生。 

参考文献

[1] 福清核电1、2号机组高级运行培训教材,2012年8月

作者简介:鲜超(1988),男,重庆长寿人,本科,工程师,从事核电厂运行工作。

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