羅建峰，關(guān)琦

（中廣核核電運(yùn)營(yíng)有限公司，廣東 深圳 518124）

1 引言

核電廠(chǎng)18PA6B型應(yīng)急柴油機(jī)組的燃油貯存在主儲(chǔ)油罐101BA（安裝在每個(gè)柴油機(jī)廠(chǎng)房基礎(chǔ)-8.6m的凹坑內(nèi)，容量為320m3）中，能保證柴油發(fā)電機(jī)組在額定功率下連續(xù)可靠地運(yùn)行7天。日用油箱102BA安裝在柴油機(jī)廠(chǎng)房+3.75m層房間內(nèi)，其高度差以實(shí)現(xiàn)在火災(zāi)情況下能使日用油箱通過(guò)自然重力排油至101BA。日用油箱的容量為8m3，能夠供柴油發(fā)電機(jī)組在1.1倍額定功率下運(yùn)行4小時(shí)。

當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，通過(guò)電動(dòng)燃油輸送泵101/102PO中的一臺(tái)從主儲(chǔ)油罐101BA連續(xù)地向日用油箱102BA補(bǔ)油。兩臺(tái)燃油輸送泵101/102PO的輸油能力以及邏輯控制回路完全相同，互為冗余備用，當(dāng)運(yùn)行中的燃油輸送泵故障或出力不足時(shí)，將會(huì)自動(dòng)切換為另一臺(tái)泵運(yùn)行，持續(xù)為日用油箱供油，以提高應(yīng)急柴油機(jī)組的可靠性。

2 燃油輸送泵控制邏輯回路分析

核電廠(chǎng)18PA6B型柴油機(jī)組的邏輯控制回路是以硬接線(xiàn)方式連接，通過(guò)繼電器進(jìn)行搭建。102PO控制回路與101PO除使用的繼電器不同外，控制邏輯及接線(xiàn)完全一致。

2.1 燃油輸送泵的啟動(dòng)邏輯

以101PO為例，使燃油輸送泵101PO啟動(dòng)的條件如下：

①輔助系統(tǒng)手動(dòng)模式下，手動(dòng)啟動(dòng)；

②輔助系統(tǒng)自動(dòng)模式下，隨柴油機(jī)啟動(dòng)自動(dòng)啟動(dòng)；

③102PO運(yùn)行故障時(shí)切換至101PO自動(dòng)啟動(dòng)；

④101PO啟動(dòng)后的自保持信號(hào)。

2.2 燃油輸送泵的停運(yùn)邏輯

以101PO為例，使燃油輸送泵101PO停運(yùn)的條件如下：

①輔助系統(tǒng)自動(dòng)模式下，跟隨柴油機(jī)停運(yùn)而自動(dòng)停運(yùn)；

②JDT火警信號(hào)使燃油輸送泵停運(yùn)；

③柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)泵體產(chǎn)生故障或泵出力不足信號(hào)導(dǎo)致冗余切換運(yùn)行后，自保持停運(yùn)。

2.3 燃油輸送泵的冗余切換邏輯

同樣以101PO為例，當(dāng)輔助系統(tǒng)在自動(dòng)模式，燃油輸送泵選擇旋鈕選擇101PO時(shí)，101PO將隨著柴油機(jī)啟動(dòng)而自動(dòng)啟動(dòng)，啟動(dòng)后如果產(chǎn)生泵冗余切換信號(hào)，將會(huì)使101PO停運(yùn)，102PO啟動(dòng)，冗余切換情況有2種：

情況一：101PO啟動(dòng)后，由前延時(shí)繼電器開(kāi)始計(jì)時(shí)，38s后一對(duì)延時(shí)節(jié)點(diǎn)閉合，如果這時(shí)日用油箱液位低信號(hào)存在，邏輯上認(rèn)為此時(shí)101PO泵出力不足，將導(dǎo)致燃油供給無(wú)法滿(mǎn)足柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)的消耗，因此產(chǎn)生冗余切泵信號(hào)，使101PO停運(yùn)，切換至102PO運(yùn)行。

情況二：101PO正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生101PO泵故障信號(hào)，此時(shí)直接產(chǎn)生冗余切泵信號(hào)，使101PO停運(yùn)，切換至102PO運(yùn)行。

3 邏輯控制回路存在的缺陷

3.1 冗余切換次數(shù)限制

由于101/102PO的控制邏輯完全相同，101/102PO的冗余切換信號(hào)控制繼電器具有互鎖功能，當(dāng)101PO因冗余切換至102PO運(yùn)行后，冗余切換信號(hào)會(huì)進(jìn)行自保持，同時(shí)會(huì)閉鎖102PO的冗余切換信號(hào)。因此101/102PO的冗余切換功能，只能實(shí)現(xiàn)一次。

3.2 JDT火警信號(hào)產(chǎn)生后失去冗余

當(dāng)出現(xiàn)JDT系統(tǒng)火警信號(hào)，火警信號(hào)將會(huì)分別送至101/102PO控制回路，使兩臺(tái)燃油輸送泵均停運(yùn)。而所有控制繼電器之間的信號(hào)傳遞均使用硬接線(xiàn)連接，火警信號(hào)會(huì)同時(shí)送到兩臺(tái)泵的停運(yùn)控制回路，現(xiàn)有邏輯接線(xiàn)上將使兩個(gè)泵控制回路的冗余切換控制繼電器勵(lì)磁，而由于兩個(gè)冗余切換繼電器存在互鎖關(guān)系，因此兩個(gè)繼電器必然只會(huì)有一個(gè)繼電器勵(lì)磁，將另一個(gè)閉鎖。當(dāng)火警信號(hào)消失后，已經(jīng)勵(lì)磁的冗余切換繼電器將會(huì)實(shí)現(xiàn)自保持。假如原始運(yùn)行的是101PO，101PO的冗余切換繼電器先勵(lì)磁，則火警信號(hào)消失后，重新恢復(fù)啟動(dòng)的燃油輸送泵是由于切換而啟動(dòng)的102PO，101PO保持停運(yùn)。而由于前面提到的冗余切換功能只實(shí)現(xiàn)一次，所以火警信號(hào)出現(xiàn)并消失后，當(dāng)切換后運(yùn)行的泵出現(xiàn)故障等情況時(shí)，燃油輸送泵將可能無(wú)法進(jìn)行冗余切換，降低重要應(yīng)急設(shè)備的可靠性。

3.3 燃油輸送泵切換后造成間隔38S啟停一次

假設(shè)一開(kāi)始101PO保持運(yùn)行，當(dāng)燃油輸送泵因故障或出力不足時(shí)，101PO停運(yùn)同時(shí)101PO切換繼電器勵(lì)磁，產(chǎn)生冗余切換信號(hào)使102PO啟動(dòng)運(yùn)行。102PO運(yùn)行信號(hào)的延時(shí)繼電器開(kāi)始計(jì)時(shí)，達(dá)到38S時(shí)，若此時(shí)存在日用油箱液位低信號(hào)，因101PO切換繼電器已經(jīng)勵(lì)磁并閉鎖102PO的切換繼電器，所以，102PO無(wú)法再次切換至101PO運(yùn)行，但該信號(hào)仍會(huì)使102PO停運(yùn)繼電器勵(lì)磁。由于燃油輸送泵的停運(yùn)優(yōu)先級(jí)高于啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)，即102PO會(huì)先進(jìn)行停運(yùn)，后因101PO的冗余切換信號(hào)一直給102PO啟動(dòng)命令，因此將使102PO再次啟動(dòng)。泵停運(yùn)的啟動(dòng)和停運(yùn)同樣存在互鎖關(guān)系，且停運(yùn)優(yōu)先，因此102PO啟動(dòng)后會(huì)再次因?yàn)槿加鸵何徊桓叩男盘?hào)而停運(yùn)，由此陷入邏輯上的循環(huán)，在燃油液位不高信號(hào)未消失的情況下，使得切換后運(yùn)行的燃油輸送泵102PO將會(huì)每隔38S停運(yùn)并再次啟動(dòng)一次。

4 燃油輸送泵控制邏輯回路優(yōu)化方案

針對(duì)當(dāng)前18PA6B型應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的燃油輸送泵邏輯控制回路存在的缺陷，在不做較大改變控制回路邏輯的情況下，提出以下優(yōu)化方案，如圖1所示：

圖1 燃油輸送泵邏輯優(yōu)化方案

優(yōu)化1：將燃油輸送泵故障冗余切換的條件與泵出力不足的切換條件進(jìn)行隔離分化，使泵故障冗余切換的條件改為不限制，即任何時(shí)候任一臺(tái)泵產(chǎn)生故障信號(hào)時(shí)，都可以進(jìn)行冗余切換運(yùn)行，不再受次數(shù)限制影響。

優(yōu)化2：原JDT火警信號(hào)控制繼電器設(shè)計(jì)中僅使用2對(duì)節(jié)點(diǎn)，尚有2對(duì)空余。因此在101/102PO控制回路中各引入現(xiàn)有JDT火警信號(hào)繼電器一對(duì)節(jié)點(diǎn)，將火警信號(hào)停運(yùn)泵的邏輯回路與燃油輸送泵切換的控制回路隔離開(kāi)來(lái)，使燃油泵切換信號(hào)不再因火警信號(hào)影響導(dǎo)致誤觸發(fā)，而失去冗余功能。

優(yōu)化3：如圖1所示，僅通過(guò)機(jī)柜內(nèi)的硬接線(xiàn)修改，改變?nèi)哂嗲袚Q控制繼電器相互閉鎖的位置，避免燃油輸送泵切換運(yùn)行后，運(yùn)行38S后液位低信號(hào)存在導(dǎo)致泵每隔38S啟停一次，減少了對(duì)泵本體設(shè)備的損傷。

5 結(jié)論與總結(jié)

通過(guò)上述內(nèi)容可知，優(yōu)化方案可以基本解決現(xiàn)有控制邏輯回路存在的缺陷，同時(shí)盡可能的減少對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的改造工作，最終可以實(shí)現(xiàn)提高核電廠(chǎng)應(yīng)急柴油機(jī)組設(shè)備冗余備用的可靠性，減少對(duì)設(shè)備的非必要損傷。