针对核电厂交流励磁机冷风控制丧失的故障改造和分析.docx
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1、 针对核电厂交流励磁机冷风控制丧失的故障改造和分析 王哲明刘信信杨帆摘 要:本文针对核电厂一次交流励磁机风温控制功能丧失的故障过程,对故障原因展开分析并介绍了故障处理的改造措施。在改造工作中通过更换损坏元件、完善DCS画面软报警信息、增加励磁机风温测温元件的冗余配置三个方面改善了励磁机冷风控制的可靠性,通过改造工作,加强了类似故障的情况下操纵员及系统的响应能力。关键词:DCS;核电;控制1 概述核电厂交流励磁机被封闭在一个金属罩内,通过罩内的空冷系统,形成一个密闭的以空气为冷却介质的热交换空间,确保励磁机在规定的温度下运行。而励磁机空气冷却器的冷却介质是来自常规岛闭式冷却水系统的冷却水。在空气
2、冷却器的进水管路上设置有调节阀,调节冷却水流量使空冷系统的温度维持在一个恒定值。在M310压水堆核电励磁机风温控制设计中,利用DCS系统(分散控制系统)跟踪励磁机的整流轮位置的入口冷风温度变化的趋势,对上游的空冷器冷却水出口调节阀进行控制,通过调节冷却水流量使入口冷风温度保持恒定。2013年,某核电机组励磁机整流轮冷风风温信号出现异常抖动,在偶发工况下出现紧急事件。再此期间励磁机空冷器的冷却水出口调节阀自动关闭且切换为手动控制,励磁机冷却功能丧失,最终造成励磁机轴瓦温度异常上升。本文主要针对事件发生后开展的相关改造工作,故障产生过程和改造过程中已证实的故障原因进行较系统的论述。2 事件过程及分
3、析2.1 事件过程某核电机组励磁机整流轮冷风风温信号首先出现较大范围的温度波动,同时主控室接收到闪发的“MCS IO BAD”报警,随后报警消失。几分钟后,励磁机轴瓦温度明显上升,操作人员核对后发现励磁机空冷器冷却水出口调节阀处于关闭位置,且已经自动切换为手动控制模式。在及时手动开启调节阀后,励磁机温度回复正常。此时由于信号仍然持续波动,因此采用临时措施方式,将该双支热电阻的另一路信号(原送DEH系统)送入DCS系统参与冷却水流量调节阀控制。2.2 响应处理过程励磁机整流轮冷风风温信号测温元件为三线制双支铂电阻,其电阻信号送至常规岛DCS系统。DCS系统内该热电阻设定的温度量程为0-150。在
4、事件后分析过程中查询历史数据库发现,该温度信号短时间内在-20至130区间波动,最低曾达到-20,低于DCS系统设定的量程下限,因此出现了风温信号的“IO BAD”报警的闪发,并瞬间触发“MCS IO BAD”声光组合报警。根据该核电机组DCS系统设计特点,当调节阀控制输入信号出现“IO BAD”时,调节阀会自动切换至手动状态。从历史趋势上来看,调节阀先是受到波动的风温信号影响对阀门进行调节,在某一时间段内,由于整流轮冷风风温过冷,阀门自动调节至全关位置,停止供应冷却水,之后温度继续降低至系统默认下限之下,触发“IO BAD”报警,阀门恰好在全关位置切换为手动模式,导致冷却水流量不足,且调节阀
5、丧失自动调节能力,励磁机冷风冷源丧失。在运行操纵员干预之前,这种状况得不到改善,致使交流励磁机轴瓦温度升高。而操纵员在接收到“MCS IO BAD”声光组合报警后,由于报警源在主控室光字牌及DCS系统画面中都没有详细的列出,因此无法第一时间确认故障来源,直至几分钟后,励磁机轴瓦温度高触发另一报警后,才引起操纵员的重视。此时已经错过了事件响应的第一时间。事件发生后,操纵员发现风温信号持续波动的故障存在。此时,该信号已经无法实现对调节阀的控制。因此只能将双支热电阻中原本送入DEH系统的另一支引入DCS进行控制。从此次事件的发生过程来看,励磁机整流轮冷风风温信号出现不明原因的波动是整个事件的主要原因
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