褚广龙
福建福清核电有限公司 福建 福清 350318
摘要：压水堆核电厂配置有辅助给水系统，顾名思义，是在主给水系统之外，设置一个系统用于正常或事故情况下向蒸汽发生器二次侧供水，带出一回路堆芯所产生的热量，确保堆芯冷却，保证核安全。因为其重要的冷却功能，辅助给水系统在核电厂中作为核安全相关系统存在，也因为其事故工况下的重要功能，辅助给水系统是专设安全设施的重要组成部分。
关键词：核电厂；汽动辅助给水泵控制器；可用性
前言：辅助给水泵作为辅助给水系统的重要组成部分，是辅助给水系统的动力来源，包含电动泵和汽动泵。其中汽动泵使用蒸汽发生器二次侧产生的蒸汽，驱动汽轮机，进而带动泵转动，将介质压头提升至高于蒸汽发生器二次侧压力，确保蒸汽发生器二次侧的供水。汽动泵汽轮机运行时转速控制在8000rpm，避免超速损坏设备的同时确保泵有足够的压头，该汽轮机的转速通过Woodward的505转速控制器进行控制。
在反应堆运行过程中，运行技术规范要求包括汽动泵在内的辅助给水系统在可用状态，在需要的时候可以及时投入。若辅助给水系统包括汽动泵出现故障，导致其无法实现其功能，则表明其不可用，根据运行技术规范要求将要求反应堆后撤。
1.本电厂的汽动泵为上海阿波罗和杭州汽轮机供货的汽动辅助给水泵，控制器采用Woodward的505转速控制器。在实际运行过程中，会出现如下问题：在汽动泵运行后的停运过程中，就地控制柜会出现“All speed probes Failed”的信号，根据操作，需要对505控制器进行复位之后，出现“Status At Low Idle”指示信号。而根据汽动泵备用要求，在“Status At Low Idle”状态下表明汽动泵处于怠速低状态，为正常备用，此时在上游供汽阀门开启后，汽动泵可以正常启动并维持转速在8000rpm。那么出现“All speed probes Failed”报警且505控制器未复位时，汽动泵是否可用？若可用，是否需要进行进一步复位操作至“Status At Low Idle”状态？若不可用，则应当如何处理确保汽动泵在机组运行期间的可用性，本文对此进行探讨。
根据汽动泵的控制原理，汽动泵运行时，主汽门开启将蒸汽送往汽轮机，若出现保护停运信号时，会使得停机电磁阀（电子保护）或针型阀（机械保护）动作，从而使得主汽门活塞泄压使得主汽门关闭，汽轮机不再有蒸汽供应使汽动泵停转。此时需要复位后才能使得电磁阀或针型阀恢复初始状态。
那么正常停运时出现的“All speed probes Failed”会引发什么，是否会影响汽动泵可用性？需要在其控制逻辑中确认，经过查阅说明手册以及离线验证确认，在其逻辑中，汽动泵运行时，通过汽动泵的两个转速信号高选进行汽动泵转速控制，若其中一个转速信号通道故障，会在505控制器上触发“Speed Probe#1 Failed”或“Speed Probe#2 Failed”的报警信息，即“1#转速传感器故障”“2#转速传感器故障”，此时还有一个转速传感器可用，汽动泵以可用的转速传感器控制汽动泵正常运行。而“All speed probes Failed”代表两个转速传感器都失效，在设备运行时当两个转速表转速都小于200rpm时会触发该信号，此时将产生汽动泵跳闸命令，导致跳闸电磁阀动作，动作后需要复位505控制器，方可重新投入汽动泵的备用状态。根据控制器逻辑，即使在泵停运过程中转速正常下降，也会触发信号导致电磁阀动作，若不进行复位操作，则汽动泵无法再次启动，从这个角度而言，这种逻辑是不合适的。
在这种逻辑得到根本解决之前，设备停运过程中触发“All speed probes Failed”而需要人工进行复位操作，才能将汽动泵恢复至正常备用状态，这种情况下，可能因为复位过程时间过长，影响了汽动泵恢复至备用的时间间隔，可能因此产生不满足运行技术规范要求的设备不可用。那么，多长时间内复位可以保证汽动泵在设计上满足备用要求呢？
经过查询，汽动泵要求在接收到启动信号起，到全流量建立时间≤60s。而汽动泵转速从0到8000rpm需要约30s，再加上供汽阀门开启的时间，因此若要考虑设备可用性，需要在尽可能短的时间内将报警复位并将设备置于备用状态，设计院给出的答复是建议10s完成报警复位并置备用。那么有那些手段进行这些操作呢？
2.在汽动泵即将停运前，安排人员在就地控制柜505控制器上观察，一旦控制器出现“All speed probes Failed”信号后立即点击复位按钮，复位跳闸电磁阀，恢复505控制器显示“Status At Low Idle”，优点：不需要增加额外的设备和控制。缺点：人员操作可能导致人因失误以及操作时间不稳定，无法在要求时间内完成复位。
3.从逻辑的必要性方面触发，直接更改505控制器内控制逻辑，删除停运过程因为转速下降到200rpm以下即产生“All speed probes Failed”导致电磁阀跳闸的逻辑。优点：一劳永逸，从根本上解决问题。缺点：505控制器内部设置为黑匣子，只能厂家进行修改，而厂家修改意愿不高。
4.在电厂DCS中实施控制变更，对汽动泵的报警实现自动复位。优点：可以确保报警及时复位，确保设备可用性；变更不涉及厂家，实施方便。缺点：若未充分分析可到存在其他故障导致真实报警被复位，影响判断。
经过充分的分析和论证，最终通过上述第3种方法，在DCS中实施自动复位报警的逻辑，并考虑其他缺陷出现的可能，增加一个状态异常的报警功能，确保了在真实设备故障时，产生一个新报警提醒运行人员，而不会被自动复位。同时，保持与505控制器厂家沟通，推动505控制器修改逻辑，取消正常停运时产生“All speed probes Failed”的信号。
结论：通过上述对信号产生逻辑的分析、对设备可用性影响的评价以及给出解决非正常报警的方法，确保了汽动泵在核反应堆运行期间的可用性，确保了不违反运行技术规范。