AP1000核电大修保护系统无料窗口工作执行方案优化分析

刘辰星 刘哲明

摘要∶AP1000核电核大修无料窗口反应堆保护系统工作为大修主线工作，直接影响大修工期，执行方案的优化可带来巨大的经济效益。本文通过对大修无料窗口PMS系统工作特点的充分梳理，避免各项工作之间差生干扰，对大修无料窗口保护系统工作执行方案优化。同时在做到保证保护系统工作进度的同时，将对其他专业工作的影响降到最低。

关键词∶AP1000;核电;反应堆保护;

1背景

根据技术规格书要求，AP1000核电在大修无料窗口期间反应堆保护系统（PMS）需执行工作如下：PMS/DAS系统相关定期试验、PMS仪表通道校验、PMS机柜/主控室/备控室（MCR/RSR）手动驱动开关预防性维修等工作。上述工作同时会制约电气专业及就地阀门功能性验证等工作，故无料窗口PMS工作为主线工作，直接影响大修工期，执行方案的优化可带来巨大的经济效益。

2保护系统简介

AP1000核电保护与安全监视系统（PMS）基于ComQ平台实现，属1E级。该平台配置有四个冗余序列，停堆及专设驱动逻辑为四取二。主要用于完成监测电厂关键参数、触发反应堆停堆、驱动专设安全设施动作以及事故后监视等安全功能。

多样化驱动系统（DAS）属于非安全级系统，它作为PMS系统的后备，当PMSCOMMONQ平台出现共模故障时，DAS用来降低堆芯融化和安全壳超压的概率。技术规格书的短期可用性控制要求对DAS监督试验进行监督。

3核电无料窗口PMS各项工作特点分析

根据电厂技术规格书要求，大修无料窗口期间PMS和DAS需执行工作特点如下：

a.手动驱动开关定期试验：

试验内容及方法：通过驱动PMS系统所有专设功能手动进行驱动，在电厂控制系统（PLS）侧验证相应计算机点状态翻转。

先决条件：在PMS系统完成孤岛模式建立后执行（即PMS送至PLS侧相关计算机点信号完成隔离措施，PMS系统所有设备接口模块（CIM）置于就地位置，PMS控制的爆破阀电缆断开）;执行此试验期间要求PMS机柜同时带电运行。

b.欠热度裕度监视试验：

试验内容及方法：检查事故后监视系统相关传感器的欠热裕度监视数字化电路和模数（A/D）转换器。通过模拟相应模拟传感器信号输入，验证计算参数值在要求精度范围内。

先决条件：执行试验期间需要PMS机柜同时带电运行且通讯正常。

c.PMS系统子机架响应时间试验：

试验内容及方法：验证PMS试验序列反应堆停堆系统和专设安全设施驱动系统功能子机架响应时间。通过使用测试小车模拟现场仪表信号以及其余序列的局部触发（PT）信号，触发符合表决逻辑，以试验序列信号触发整定值为时间起点，以设备开/关命令输出为时间终点）在要求范围内。。

先决条件：PMS系统已完成孤岛模式建立，试验序列机柜带电运行。

d.ADS&IRWST注射闭锁与爆破阀试验部分章节：

试验内容：

爆破阀点火回路试验;爆破阀相关机柜电源冗余性检查;爆破阀控制器驱动设备试验

先决条件：在PMS系统完成孤岛模式建立后执行，PMS机柜侧控制的所有（16个）爆破阀信号输出接线已断开;试验执行序列PMS机柜处于带电运行状态。

e.DAS驱动设备运行试验（手动驱动爆破阀功能）：

试验内容及方法：通过驱动DAS手动爆破阀驱动开关，在DAS爆破阀控制器出口采集输出信号，验证其在要求范围内。

先决条件：DAS机柜保持带电运行，且DAS系统控制的爆破阀信号输出接线已断开连接。

f.仪表通道校验：

试验内容：机组无模式期间需要进行PMS所有仪表子机架校验。

先决条件：执行此工作前需保证PMS系统已完成孤岛模式建立。执行序列PMS机柜处于带电运行状态。

g.就地仪表响应时间试验

试验内容及方法：在仪表就地断开仪表供电航空接头，对相关仪表采用斜坡法进行仪表响应时间测试。

先决条件：执行此工作前需确保PMS系统试驗序列已完成孤岛模式建立，无机柜供电要求。

h.机柜预防性维修工作：

工作内容：PMS/DAS机柜/MCR/RSR手动驱动开关预防性维修：1.机柜清洁;2.机柜风扇滤网;3.机柜内接线端子紧固;4.机柜电源模块输出电压确认。MCR/RSR手动驱动开关预防性维修：手动驱动开关清洁;手动驱动开关接线紧固。

先决条件：执行期间需要工作序列PMS机柜/DAS机柜满足上/下电条件。

4大修无料窗口保护系统工作执行优化方案及其优缺点分析

4.1无料窗口保护系统工作执行优化方案

通过对大修无料窗口PMS/DAS工作特点的充分梳理分析，避免各项工作之间差生干扰，大修无模式期间保护系统工作可采用分阶段，多条支线并行进行的方式执行，方案如下：

无料窗口期间PMS各项工作可分为如下五个阶段：

第一阶段：PMS系统孤岛模式建立

第二阶段：PMS手动驱动开关定期试验+子机架响应时间试验测试小车机柜信号线端接+DAS系统试验手动驱动爆破阀章节;

第三阶段：子机架响应时间定期试验+欠热度裕度监视定期试验+PMS仪表通道校验、ADS&IRWST注射闭锁与爆破阀部分章节定期试验、机柜侧预防性维修及变更改造;

第四阶段：子机架响应时间试验测试小车接线恢复+PMS机柜预防性维修+MCR/RSR手动驱动开关预防性维修

第五阶段：PMS系统孤岛模式退出

4.2无料窗口与其他专业工作影响分析

无料窗口还需执行电气专业及就地阀门功能性验证等工作，对保护系统各项工作供电先决条件存在影响。所以如何将各专业间工作的影响降到最低也是制约大修无料窗口工期的关键因素。

根据每轮大修相关专业工作，需提前梳理计划以下内容：

1）PMS相关需执行阀门再鉴定及功能性检查的阀门清单

2）涉及PMS机柜供电的电气专业工作及停电窗口/工期计划

由于PMS预防性维修工作窗口需要机柜及电磁阀上游供电断电，故电气专业相关检修工作可与PMS机柜预维工作安排至同一窗口执行。对于阀门功能性验证工作，由于单个阀门的功能性验证工期较短，则可根据阀门所在PMS序列，待机柜带电后灵活执行。

4.3执行方案优缺点分析

优点：

PMS系统孤岛运行模式建立，便于无料窗口PMS系统各项工作先決条件控制，极大地避免因相关隔离措施执行不到位引发的设备误动风险。

根据对PMS各项工作特点及技术分析，每阶段PMS工作内容可并行执行，可极大缩短执行工期。

在做到保证保护系统工作进度的同时，将对其他专业工作的影响降到最低，可进一步缩短执行工期。

缺点：

由于每阶段PMS工作内容并行执行，需要较大的人力进行倒班执行。须做好各个阶段工作组间的工作交接。

5总结

本文通过对大修无料窗口PMS/DAS系统工作特点的充分梳理，避免各项工作之间差生干扰，对大修无料窗口保护系统工作执行方案优化，即采用分阶段，多条支线并行进行的方式执行，可极大缩短大修工期。同时在做到保证保护系统工作进度的同时，将对其他专业工作的影响降到最低。在后续核电大修过程中，可针对电厂技术规格书进行研究分析，尽量在其他窗口安排执行工作，减少大修无料窗口的工作量，进一步缩短无料窗口PMS工作执行工期。

参考文献：

[1] 张思成，许江.AP1000电站保护和安全监控系统预运行测试分析[B].华电技术，2013

[2] 顾军，缪亚民，范福平，等.AP1000核电厂系统与设备（第一版）[M].北京：原子能出版社，2010.

[3] 缪鸿兴.AP1000先进核电技术[B].自动化博览，2009

作者简介：刘辰星（1988-），男，工学学士，山东核电有限公司，主要从事AP1000反应堆保护系统相关工作