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[摘要]文章根据针对国外某核电站严重事故在一次试验中的紧急故障， 分析其原因。，通过分析在处理过程需执行的严重事故管理导则得到不同时间区间的严重事故应急设备梳理方法。然后给出了严重事故需鉴定设备的筛选原则，从而得到根据严重事故应急设备梳理出严重事故需鉴定设备的方法。
[关键词]核电站；调速；励磁；严重事故；鉴定设备
中图分类号：T62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）40-0345-01
前言
核电站事故条件下的设备鉴定一直是核安全研究重点关注的对象，特别是福岛事故之后[1]。目前国际核电设备鉴定发展要求我们不仅要考虑设计基准事故下鉴定要求，同时也要在此基础上开展核电设备严重事故下鉴定研究工作。需鉴定设备是设备鉴定的重要输入，因此做好严重事故下设备鉴定工作的先决条件是做好严重事故下需鉴定设备的梳理工作。目前国内在运CPR1000机组核电站核安全设备在电站建设过程中只考虑了设计基准事故下的鉴定，为了更好的对CPR1000机组核电站进行严重事故管理，需通过一定的方法梳理出严重事故下需鉴定设备，从而更好的确保核电站的核安全。
严重事故是在核电站的主电源和辅助电源都失去的情况下， 通过快速启动来向安全相关的系统和设备供电， 以确保反应堆余热导出， 防止堆芯熔毁的安保电源， 是核电站的最后一道安全屏障。我国援建的某涉外核电站2台机组共有4台严重事故， 核电站运行规范中对这几台应急柴油机组平时的状态及定期试验等内容都进行了明确规定。
1 紧急故障概述
某日， 处理方应急柴油机组操纵员依照规程进行月度试验， 在完成1h并网满载试验后的降功率停机阶段， 机组报警窗突然出现“调速器故障报警”， 机组停机后无法再次起机。处理方运行人员立即检查控制柜， 发现1个112%超速保护模块的保险烧毁， 且速度阈值箱 （AFSEM） 也存在故障。在使用备件更换这两个部件后再次起机， 机组速度控制柜显示转速为1200r/min且机组未投励， 因机组额定转速为1000r/min， 故机组已严重超速， 于是紧急停机。停机后， 校对速度信号变送器， 发现输入、输出信号存在很大偏差。根据核电站运行规范要求， 在电站运行期间， 如果一组严重事故组发生故障后72h内不能恢复自动热备用， 那么电站必须停堆进行检修。这将影响到机组全年的可利用因子， 造成巨大的经济损失。由于无法准确定位并排除故障， 因此第二次起机时仍存在超速和励磁问题， 处理方向中方紧急求助， 此时离停堆时间仅剩30h。
2 故障原因分析及处理过程
2.1 原因初步分析和故障点定位
根据机组控制图， 该涉外核电站中严重事故组速度控制模块的主要定值情况见表1。
机组的转速信号由转速传感器引入速度阈值箱， 再由速度阈值箱送出， 经速度信号变送器之后， 分别输出2路4～20mA信号送至主控和就地显示屏。
根据处理方所描述的故障现象和对故障采取的措施说明， 中方抢修人员结合系统控制图进行分析后， 初步判断速度阈值箱定值存在问题导致无法正常投励， 以及速度信号变送器存在故障导致显示的转速达到了1200r/min （机组实际并未超速） 。初步定位故障点后， 中方抢修人员提出以下解决方案：校对速度信号变送器， 确认变送器是否存在故障；起动机组， 查看是否能正常投励， 在解决了励磁投入问题后， 再对800r/min投励磁、980r/min频率达标和1000r/min额定转速三个关键信号进行校对。在处理方同意解决方案之后， 中方抢修人员开始着手实施。
2.2 速度变送器校验
首先进行速度信号变送器检查。中方抢修人员使用检验合格的信号发生器向速度信号变送器施加信号， 同时测量输出信号并记录速度控制柜显示的机组转速。经过校验发现， 速度信号变送器输出准确无误。结合图纸分析， 中方抢修人员发现， 图纸中说明变送器输出20mA信号对应的机组转速为1500r/min， 而处理方未仔细读图， 误认为用于速度阈值箱故障判断的1260r/min定值应对应变送器的20mA输出， 这就导致了处理方首次校验时认为变送器存在故障的错误判断。
2.3 起动机组解决励磁和转速问题
排除速度变送器故障后， 开始安排起机。在中方人员的指挥下， 处理方操纵员首先执行500r/min怠速起机， 起机后操作机组升速至790r/min左右停止， 然后再次缓慢升速至800r/min， 此时速度阈值箱未输出投励信号， 机组未正常建压。中方人员判断速度阈值箱输出的800r/min转速存在偏差， 随即对该转速定值进行整定。在定值调整后， 将机组转速再次升至800r/min时励磁成功投入， 接着将机组停机。
在励磁投入问题解决后， 可在机组建压后通过屏幕显示的电压频率来判断实际转速大小。根据机组检修和运行经验， 中方人员要求处理方操纵员执行快速起机并严密监控机组状态， 若有突发情况则随时进行手动紧急停机。在机组快速起动后， 根据输出电压频率及转速显示判断， 机组实际转速正常， 因此问题最终定位在了未对新更换的速度阈值箱进行定值校对。在机组输出电压频率为49Hz和50Hz时分别对980r/min和1000r/min两个定值进行整定后， 机组转速显示恢复正常， 操纵员执行停机后再次起机验证， 机组励磁和速度控制系统运转正常。中方的整个故障分析和处理过程只用了6h， 成功地在停堆检修的截止时间之前消除了缺陷。
3 处理方在处理故障过程中存在的问题
在本次紧急故障处理过程中， 处理方在分析和处理问题时主要存在以下不足。
（1） 对系统不熟悉， 分析和解决问题没有条理。在发现超速保护模块的保险烧毁后， 应先更换保险或新的超速保护模块， 然后再起机验证备件是否有效并确认速度阈值箱是否也存在故障， 在明确速度阈值箱也存在故障的前提下才应更换该部件， 而处理方却将故障依据不充分的部件进行更换， 又引入了新的故障点。
（2） 对控制系统不够熟悉且读图不仔细。图纸上备注说明速度信号变送器的20mA输出对应1500r/min， 而处理方不仔细读图， 想当然地认为20mA输出对应1260r/min， 根据错误的输出定值校对， 造成对变送器存在故障的误判， 拖延了解决问题的时间。
（3） 作业程序不规范。在核电站中， 对于新安装或新更换的带有定值的设备， 在使用前必须先进行定值检验， 而处理方在更换备件后未进行定值检验便直接使用， 导致了速度信号的偏差。
结语
应急柴油机组是核电站中的最后一道安全屏障， 在安装、调试、运行期间都要对该系统有足够的了解和重视。在核电站运行期间， 工作人员更要对该系统有足够的了解。这样才能在最短的时间内解决应急柴油机组出现的问题， 从而避免不必要的损失。
参考文献：
[1]殷勇，吴腾，艾华宁，于江.核电站严重事故组润滑油系统设计[J/OL].大电机技术：1-5[2018-03-30].http：//202.121.165.27：9017/kcms/detail/23.1253.TM.20161124.1000.002.html.
[2]赵红岗，张俊媛，肖小力.核电站应急柴油机润滑油系统温度高故障分析[J].企業技术开发，2016，35（21）：105-106.
[3]熊鹏文. 核电站巡检与应急处理机器人的关键技术研究[D].东南大学，2015.
[4]刘呈则，严智，邓景珊，张宝军，郭磊.核电站应急机器人研究现状与关键技术分析[J].核科学与工程，2013，33（01）：97-105.
[关键词]核电站；调速；励磁；严重事故；鉴定设备
中图分类号：T62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）40-0345-01
前言
核电站事故条件下的设备鉴定一直是核安全研究重点关注的对象，特别是福岛事故之后[1]。目前国际核电设备鉴定发展要求我们不仅要考虑设计基准事故下鉴定要求，同时也要在此基础上开展核电设备严重事故下鉴定研究工作。需鉴定设备是设备鉴定的重要输入，因此做好严重事故下设备鉴定工作的先决条件是做好严重事故下需鉴定设备的梳理工作。目前国内在运CPR1000机组核电站核安全设备在电站建设过程中只考虑了设计基准事故下的鉴定，为了更好的对CPR1000机组核电站进行严重事故管理，需通过一定的方法梳理出严重事故下需鉴定设备，从而更好的确保核电站的核安全。
严重事故是在核电站的主电源和辅助电源都失去的情况下， 通过快速启动来向安全相关的系统和设备供电， 以确保反应堆余热导出， 防止堆芯熔毁的安保电源， 是核电站的最后一道安全屏障。我国援建的某涉外核电站2台机组共有4台严重事故， 核电站运行规范中对这几台应急柴油机组平时的状态及定期试验等内容都进行了明确规定。
1 紧急故障概述
某日， 处理方应急柴油机组操纵员依照规程进行月度试验， 在完成1h并网满载试验后的降功率停机阶段， 机组报警窗突然出现“调速器故障报警”， 机组停机后无法再次起机。处理方运行人员立即检查控制柜， 发现1个112%超速保护模块的保险烧毁， 且速度阈值箱 （AFSEM） 也存在故障。在使用备件更换这两个部件后再次起机， 机组速度控制柜显示转速为1200r/min且机组未投励， 因机组额定转速为1000r/min， 故机组已严重超速， 于是紧急停机。停机后， 校对速度信号变送器， 发现输入、输出信号存在很大偏差。根据核电站运行规范要求， 在电站运行期间， 如果一组严重事故组发生故障后72h内不能恢复自动热备用， 那么电站必须停堆进行检修。这将影响到机组全年的可利用因子， 造成巨大的经济损失。由于无法准确定位并排除故障， 因此第二次起机时仍存在超速和励磁问题， 处理方向中方紧急求助， 此时离停堆时间仅剩30h。
2 故障原因分析及处理过程
2.1 原因初步分析和故障点定位
根据机组控制图， 该涉外核电站中严重事故组速度控制模块的主要定值情况见表1。
机组的转速信号由转速传感器引入速度阈值箱， 再由速度阈值箱送出， 经速度信号变送器之后， 分别输出2路4～20mA信号送至主控和就地显示屏。
根据处理方所描述的故障现象和对故障采取的措施说明， 中方抢修人员结合系统控制图进行分析后， 初步判断速度阈值箱定值存在问题导致无法正常投励， 以及速度信号变送器存在故障导致显示的转速达到了1200r/min （机组实际并未超速） 。初步定位故障点后， 中方抢修人员提出以下解决方案：校对速度信号变送器， 确认变送器是否存在故障；起动机组， 查看是否能正常投励， 在解决了励磁投入问题后， 再对800r/min投励磁、980r/min频率达标和1000r/min额定转速三个关键信号进行校对。在处理方同意解决方案之后， 中方抢修人员开始着手实施。
2.2 速度变送器校验
首先进行速度信号变送器检查。中方抢修人员使用检验合格的信号发生器向速度信号变送器施加信号， 同时测量输出信号并记录速度控制柜显示的机组转速。经过校验发现， 速度信号变送器输出准确无误。结合图纸分析， 中方抢修人员发现， 图纸中说明变送器输出20mA信号对应的机组转速为1500r/min， 而处理方未仔细读图， 误认为用于速度阈值箱故障判断的1260r/min定值应对应变送器的20mA输出， 这就导致了处理方首次校验时认为变送器存在故障的错误判断。
2.3 起动机组解决励磁和转速问题
排除速度变送器故障后， 开始安排起机。在中方人员的指挥下， 处理方操纵员首先执行500r/min怠速起机， 起机后操作机组升速至790r/min左右停止， 然后再次缓慢升速至800r/min， 此时速度阈值箱未输出投励信号， 机组未正常建压。中方人员判断速度阈值箱输出的800r/min转速存在偏差， 随即对该转速定值进行整定。在定值调整后， 将机组转速再次升至800r/min时励磁成功投入， 接着将机组停机。
在励磁投入问题解决后， 可在机组建压后通过屏幕显示的电压频率来判断实际转速大小。根据机组检修和运行经验， 中方人员要求处理方操纵员执行快速起机并严密监控机组状态， 若有突发情况则随时进行手动紧急停机。在机组快速起动后， 根据输出电压频率及转速显示判断， 机组实际转速正常， 因此问题最终定位在了未对新更换的速度阈值箱进行定值校对。在机组输出电压频率为49Hz和50Hz时分别对980r/min和1000r/min两个定值进行整定后， 机组转速显示恢复正常， 操纵员执行停机后再次起机验证， 机组励磁和速度控制系统运转正常。中方的整个故障分析和处理过程只用了6h， 成功地在停堆检修的截止时间之前消除了缺陷。
3 处理方在处理故障过程中存在的问题
在本次紧急故障处理过程中， 处理方在分析和处理问题时主要存在以下不足。
（1） 对系统不熟悉， 分析和解决问题没有条理。在发现超速保护模块的保险烧毁后， 应先更换保险或新的超速保护模块， 然后再起机验证备件是否有效并确认速度阈值箱是否也存在故障， 在明确速度阈值箱也存在故障的前提下才应更换该部件， 而处理方却将故障依据不充分的部件进行更换， 又引入了新的故障点。
（2） 对控制系统不够熟悉且读图不仔细。图纸上备注说明速度信号变送器的20mA输出对应1500r/min， 而处理方不仔细读图， 想当然地认为20mA输出对应1260r/min， 根据错误的输出定值校对， 造成对变送器存在故障的误判， 拖延了解决问题的时间。
（3） 作业程序不规范。在核电站中， 对于新安装或新更换的带有定值的设备， 在使用前必须先进行定值检验， 而处理方在更换备件后未进行定值检验便直接使用， 导致了速度信号的偏差。
结语
应急柴油机组是核电站中的最后一道安全屏障， 在安装、调试、运行期间都要对该系统有足够的了解和重视。在核电站运行期间， 工作人员更要对该系统有足够的了解。这样才能在最短的时间内解决应急柴油机组出现的问题， 从而避免不必要的损失。
参考文献：
[1]殷勇，吴腾，艾华宁，于江.核电站严重事故组润滑油系统设计[J/OL].大电机技术：1-5[2018-03-30].http：//202.121.165.27：9017/kcms/detail/23.1253.TM.20161124.1000.002.html.
[2]赵红岗，张俊媛，肖小力.核电站应急柴油机润滑油系统温度高故障分析[J].企業技术开发，2016，35（21）：105-106.
[3]熊鹏文. 核电站巡检与应急处理机器人的关键技术研究[D].东南大学，2015.
[4]刘呈则，严智，邓景珊，张宝军，郭磊.核电站应急机器人研究现状与关键技术分析[J].核科学与工程，2013，33（01）：97-105.