福清核电LNC母线失电对控制和保护系统的影响及对策

付坚强　高鑫

摘 要：福建福清核电厂采用数字化控制系统（DCS），此改变对控制和保护系统在通道失电情形下的系统响应产生重大影响。该文以220 V交流不间断电源系统LNC失电为模型，结合调试COC58（失去220VAC LNC）试验，针对LNC失电对反应堆控制及保护系统带来的影响进行了分析。分析结果表明，LNC失电后将导致一对停堆断路器打开、可能导致安全注入动作、可能导致主蒸汽管线隔离等相关动作。最后，针对LNC失电风险给出了调试试验操作要点，同时也可作为运行人员处理LNC失电事故的参考。

关键词：DCS LNC COC 失电 控制和保护系统 影响 对策

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（a）-0075-02

该文以LNC失电为模型，分析其对反应堆控制和保护的影响，并针对LNC失电各种风险提出了相应的对策，对后续机组调试试验提供了参考，也对运行人员处理LNC失电事故有指导意义。

1 保护系统工作原理

1.1 保护系统的结构

保护系统由两个功能子系统构成：反应堆停堆系统（RTS）和专设安全设施驱动系统（ESFAS）。RTS和ESFAS保护逻辑实现的核心部件均是四个独立保护通道，故该文只分析RTS的一个保护通道实现保护的过程。

1.2 保护通道失电对控制系统和保护逻辑的影响

每个保护通道的软件功能模块包括保护仪表数据处理单元、阈值继电器判断单元和传输单元。220 V交流不间断电源LNA/B/C/D分别给一个通道的RPC机柜供电，PRC机柜给仪表供电并将采集到的信号转换为“4～20 mA”标准信号，送往阈值继电器单元产生双稳态逻辑值（1或0）；同时，信息处理单元产生的标准信号送往NC级DCS，完成对反应堆的控制和调节。

2 LNC的作用

LNC由旁路变压器、蓄电池-逆变器和充电器-逆变器组成。正常运行时，380 V应急配电盘LLC通过充电器-逆变器给LNC母线供电。当逆变器失效时，通过蓄电池-逆变器给LNC母线供电。此时可手动切换至旁路变压器运行，或由LNC母线电压低自动切换至旁路变压器运行。

2.1 LNC失电产生的重要缺省值

据福清核电厂“缺省值”清单，LNC失电主要缺省值如下文。

2.2 缺省值对反应堆系统控制的影响及对策

2.2.1 对GCTa控制的影响及运行对策

GCTa三个阀门GCT131/132/133VV控制的实现分别位于RPCII/III/IVP机柜，其自动控制信号来自相应保护通道仪表VVP007/011/015MP，同时这几个阀门也可在计算机控制系统（KIC）和后备盘（BUP）上手动控制。

GCTa自动控制功能由RPC机柜实现，来自KIC和BUP的GCTa手动控制信号也直接送往RPC机柜，再由RPC机柜送往阀门GCT132VV驱动器。LNC失电，整个RPC IIIP通道失去功能，不仅GCT132VV自动控制失效，而且KIC上的手动控制也失效。

对策：热态功能试验期间，调试进行COC58（失去220VAC 电源LNC）试验时，机组为291.4（+3，-2）℃，15.5（+0.1，-0.1）MPa.a的热停堆工况，此时二回路由APD（或ASG）供水，而恰好用GCTa蒸汽排大气来进行一回路的压力温度控制。因此试验务必保证一切影响主系统压力温度以及蒸汽发生器水位的其他工作停止。

2.2.2 对容控箱液位控制的影响及对策

LNC失电，RCV011MN产生缺省值，影响容控箱和一回路水位。

（1）函数发生器RCV401RG生成缺省值“1.51”：函数发生器RCV401RG输出“1.48～1.65 m”时，使RCV030VP线性开启至TEP。當LNC失电，RCV401RG生成缺省值“1.51 m”，使RCV030VP部分开启至TEP，一回路水流失，造成容控箱水位下降，REA将自动投运不停进行自动补给，若恰逢自动补水出现故障或补水不及时，可能造成稳压器水位下降。

（2）阈值继电器RCV401XU1生成缺省值“0”：RCV401 XU1的作用是当RCV011MN下降到0.87 m时，关闭RCV033/376VP，开启RIS012VP，使上充泵入口切至PTR001BA。生成缺省值“0”后，若此时容控箱液位实际下降，且RCV012MN出现故障，上充泵入口不会自动切换至PTR001BA，将会造成上充泵汽蚀，轴封注入水流量失去的严重后果。

对策：调试试验时，可以让主控操纵员时刻关注容控箱水位，并在试验前将容控箱水位适当超出正常值。一旦试验期间发现容控箱水位下降（看RCV012MN），则安排操纵员手动进行补水。

2.2.3 对RRI系统控制的影响及对策

LNC失电，将导致RRI015MN产生两个缺省值，对RRI系统、DEG系统和DWL系统造成影响。

（1）阈值继电器RRI403XU生成缺省值“1”：RRI403XU的作用是当RRI001BA液位降至1.05 m时，自动关闭DEG冷冻机组设备冷却水供水阀RRI146VN和DWL热交换器设备冷却水供水阀RRI981VN。此“缺省值”的生成，将导致DEG冷冻机组和DWL冷冻机组失去设备冷却水，造成DEG冷冻机组和DWL冷冻机组自动跳闸，从而导致EVC、EVR、DVN、DVK和DVG等通风系统失去冷却水，造成多个系统设备不可用，影响机组正常运行。

（2）阈值继电器RRI403XU生成缺省值“1”：闭锁RRI00 1/003PO启动，同时闭锁RRI058/041VN开启。此“缺省值”导致闭锁了RRI A列作为B列的备用。如此时B列RRI不可用，而A列RRI已不能自动启动，将导致整个机组丧失设备冷却水，最终导致停机停堆。

对策：调试试验时，可以先将设备冷却水系统RRI切换至A列运行，保证在运行系列的故障下，备用列能自动启动。

机组正常运行时若发生LNC失电时，若机组恰好是由RRI B列运行，主控室操纵员可下令执行TCA，将B列失效自动启动A列RRI泵的闭锁仪表改为RRI013MN，保证在运行系列故障的情况下，备用列能够自动启动，保证核岛热交换器的冷却。

2.2.4 对蒸发器水位控制的影响及对策

由于调试试验期间，蒸汽发生器的水位由APD（ASG）手动调节供水阀进行控制，因此，LNC失电对调试试验时的蒸汽发生器的水位控制的影响不大。而在机组正常运行期间，蒸汽发生器由APA主给水泵进行给水。ARE043/044/045MD参与蒸发器的水位控制和主给水泵的转速控制。当LNC失电后，ARE043/044/045MD三块仪表会产生“缺省值”，

对策：LNC失电时，主控室操纵员立即将参与蒸发器水位控制的给水流量表切至ARE046/047/048MD，以保证蒸发器水位控制在正常水位。

3 结语

通过对采用数字化控制系统DCS后220 V交流不间断电源LNC失电风险分析，结合缺省值和质量位分析，梳理LNC失电对反应堆主要参数的影响，指出LNC电源失去后将导致一对停堆断路器打开、可能导致安全注入动作、可能导致主蒸汽管线隔离等相关动作，并给出相应的建议措施，对后续机组调试试验提供了参考，同时也对运行人员处理这类故障指明了方向并提高了机组控制能力。

其余220 V交流不间断电源LNA/B/D母线失电，可以采用类似分析方法得到相应的对控制和保护系统的影响及对策。

参考文献

[1] 王振营，郑文波，谢志国，等.岭澳二期核电站保护通道电源故障事故分析[J].电气应用，2012（14）：93-96.

[2] 龚帅.福清核电1/2号机组联合调试队，TR1COC58（失去220VAC LNC电源）调试报告[Z].