AP1000备用电源系统顺序加载试验的一些实践

刘志丹 董雷斌 刘玉宛

国核工程有限公司 上海 200233

海阳核电AP1000机组采用非能动专设设计，在失去厂外电源的情况下，可以不依赖备用柴油发电机供电给专设安全设备而保证最终的核安全[1]。两台备用柴油发电机组（6000kW、10.5kV），每台都有他自己的支持子系统，为核电厂内特定的非安全交流负荷供电，为柴油发电机子系统供电的电源应独立设置，以保证厂用备用电源系统（ZOS）的可靠性和可操作性。这些备用柴油机发电机组以及他们所支持的系统在AP1000中被归为D级，作为纵深防御系统[2]。

顺序加载试验是包括了各系统负荷的大型试验，本文将结合海阳项目的调试经验，重点介绍一下ZOS顺序加载试验过程，分析顺序加载的逻辑，对加载试验前静态逻辑验证中出现的问题进行解析，针对顺序带载试验中出现的带载失败的典型案例进行介绍，这对后续AP1000备用电源系统的调试具有借鉴意义，具有一定的实际应用价值。

1 AP1000备用电源系统（ZOS）系统

ZOS系统由两台备用柴油发电机供电，在失去全厂正常和优先电源时为选定负荷供电。每台发电机直接与柴油机相连，每个柴油发电机组以及他所属的子系统都是一个完全独立的系统，他包括：（1）柴油机启动空气系统；（2）燃料空气进气及排气系统子系统；（3）柴油机冷却系统；（4）柴油机燃油系统；（5）柴油机润滑油系统；（6）调速器系统；（7）发电机、静态励磁、发电机保护、监测仪表和控制系统。

2 ZOS系统顺序加载试验和仪控逻辑简介

2.1 中压电源系统供电运行模式

常见的中压电源系统供电运行模式有正常运行、手动切换母线、快切、残压切换、柴油发电机顺序带载。

2.2 顺序加载仪控逻辑简介

顺序加载仪控逻辑分为Master和Slave两种，下面以DPU中MasterSequencer为例介绍下顺序带载过程。

当残压切换成功后开始残压切换（RBT）带载，RBT自动顺序带载的Trigger将从0变为1（此信号为持续0.1s的脉冲信 号，每 间 隔 20s、20s、20s、20s、20s、20s、60s、60s、60s、10s、10s从0触发一次1），那么STEP将从当前值1变成2并逐渐增加到12，当STEP输出为2时LB0将会从0变成1。当RBT自动加载失效时，操作员根据规程进行手动加载，首先打开SequencerControl，然后点击Manual，再按照时间间隔点击ADVNCE，每点击ADVNCE一次迭加1输出，那么STEP将从当前值1变成2并逐渐增加到12，进行顺序加载。

如果RBT不成功，那么将进行柴油发电机顺序加载，DG顺序加载Trigger同RBTTrigger类似，顺序加载过程与RBT顺序加载一致。

3 顺序加载试验中出现的问题分析

3.1 顺序加载试验的准备和执行

顺序加载试验在海阳核电项目按照重大试验管理，编制专用的试验组织方案，定义了组织机构和分工，设立安全质量监督组、试验组、运行组、技术支持组和机械维修组，对试验风险进行预估，并制定应对方案。

试验正式开始前，当操作员做好系统在线，设备满足先决条件后，仪控专业全面检查一遍设备状态，排查是否有负荷未正确投自动，有关强制点是否解除。如果自动启动条件不达到要求，例如温度高时RNS泵房风机才自动启动，应对这些条件做必要的强制。

试验前，将柴油发电机的状态，中压母线进线开关的状态，以及所有带载负荷的状态建立趋势。合理的趋势，有助于试验期间的监视，能够快速评估出逻辑的触发情况和设备启动情况。

3.2 顺序加载试验结果的分析

顺序加载试验中有一些负荷未按预期动作，一部分的原因是因为经验不足，工艺系统的在线不正确，先决条件不正确，除此之外，常规岛的负荷问题比较多，这可能是由于设计方不同，常规岛设计方未能正确理解西屋的意图，并且设计接口沟通不畅导致的。针对带载失败的典型案例进行分析：

HSS-PP301/303/305密封油系统各油泵在海阳#1机组执行ZOS-503试验时，此类设备均未能成功带载。

原因分析：

此类设备为三菱电机供货并设计相关控制逻辑，但并未设计自动启动逻辑。ZOS-503带载信号只是触发启动允许，所以设备无法启动。

解决办法：

经与三菱和西屋协商，将逻辑自动启动部分进行修改并升版。

在ZOS-T1P-503试验时，母线失电前若该设备处于运行状态，失电后柴油机带载启动允许条件产生时无其它禁止启动条件（如油箱液位低等），则设备通过AUT1自动启动。逻辑升版后，在#2机组试验，该类设备均成功启动。

4 结语

经过认真分析AP1000备用电源系统顺序加载试验的控制逻辑，发现其逻辑比较复杂，涉及到的负荷特别多，因此需要仪控人员试验准备阶段加强学习系统联锁逻辑，认真总结不同负荷加载特征，这一阶段掌握越扎实，在试验过程中就能越快的把握控制逻辑的情况。后续项目的调试中，厂内应急柴油发电机仍要作为重点工作要统筹安排，全局把握。顺序加载试验，其实也是对工艺系统设备联锁逻辑的验证，而工艺系统预运行试验也验证了部分自动启动的逻辑。因此，可以考虑将两部分试验综合起来，在准备工艺系统预运行试验程序时，可以加入验证顺序加载的逻辑的步骤；一些验证设备联锁的步骤，可以放在顺序加载试验中执行。