摘 要：針對國外某核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機在一次月度試驗中的緊急故障，分析其原因，并介紹其處理過程。
引言
應(yīng)急柴油發(fā)電機是在核電站的主電源和輔助電源都失去的情況下，通過快速啟動來向安全相關(guān)的系統(tǒng)和設(shè)備供電，以確保反應(yīng)堆余熱導(dǎo)出，防止堆芯熔毀的安保電源，是核電站的最后一道安全屏障。我國援建的某涉外核電站２臺機組共有４臺應(yīng)急柴油發(fā)電機，核電站運行規(guī)范中對這幾臺應(yīng)急柴油機組平時的狀態(tài)及定期試驗等內(nèi)容都進行了明確規(guī)定。本文將針對該核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機一次月度試驗中的緊急故障原因進行分析，并介紹處理過程。
１緊急故障概述
某日，外方應(yīng)急柴油機組操縱員依照規(guī)程進行月度試驗，在完成１ｈ并網(wǎng)滿載試驗后的降功率停機階段，機組報警窗突然出現(xiàn)“調(diào)速器故障報警”，機組停機后無法再次起機。外方運行人員立即檢查控制柜，發(fā)現(xiàn)１個１１２％超速保護模塊的保險燒毀，且速度閾值箱（ＡＦＳＥＭ）也存在故障。在使用備件更換這兩個部件后再次起機，機組速度控制柜顯示轉(zhuǎn)速為１２００ｒ／ｍｉｎ且機組未投勵，因機組額定轉(zhuǎn)速為１０００ｒ／ｍｉｎ，故機組已嚴重超速，于是緊急停機。停機后，校對速度信號變送器，發(fā)現(xiàn)輸入、輸出信號存在很大偏差。根據(jù)核電站運行規(guī)范要求，在電站運行期間，如果一組應(yīng)急柴油發(fā)電機組發(fā)生故障后７２ｈ內(nèi)不能恢復(fù)自動熱備用，那么電站必須停堆進行檢修。這將影響到機組全年的可利用因子，造成巨大的經(jīng)濟損失。由于無法準確定位并排除故障，因此第二次起機時仍存在超速和勵磁問題，外方向中方緊急求助，此時離停堆時間僅剩３０ｈ。
２故障原因分析及處理過程
２．１原因初步分析和故障點定位
根據(jù)機組控制圖，該涉外核電站中應(yīng)急柴油發(fā)電機組速度控制模塊的主要定值情況見表１
機組的轉(zhuǎn)速信號由轉(zhuǎn)速傳感器引入速度閾值箱，再由速度閾值箱送出，經(jīng)速度信號變送器之后，分別輸出２路４～２０ｍＡ信號送至主控和就地顯示屏。根據(jù)外方所描述的故障現(xiàn)象和對故障采取的措施說明，中方搶修人員結(jié)合系統(tǒng)控制圖進行分析后，初步判斷速度閾值箱定值存在問題導(dǎo)致無法正常投勵，以及速度信號變送器存在故障導(dǎo)致顯示的轉(zhuǎn)速達到了１２００ｒ／ｍｉｎ（機組實際并未超速）。初步定位故障點后，中方搶修人員提出以下解決方案：校對速度信號變送器，確認變送器是否存在故障；起動機組，查看是否能正常投勵，在解決了勵磁投入問題后，再對８００ｒ／ｍｉｎ投勵磁、９８０ｒ／ｍｉｎ頻率達標(biāo)和１０００ｒ／ｍｉｎ額定轉(zhuǎn)速三個關(guān)鍵信號進行校對。在外方同意解決方案之后，中方搶修人員開始著手實施。
２．２速度變送器校驗
首先進行速度信號變送器檢查。中方搶修人員使用檢驗合格的信號發(fā)生器向速度信號變送器施加信號，同時測量輸出信號并記錄速度控制柜顯示的機組轉(zhuǎn)速。經(jīng)過校驗發(fā)現(xiàn)，速度信號變送器輸出準確無誤。結(jié)合圖紙分析，中方搶修人員發(fā)現(xiàn)，圖紙中說明變送器輸出２０ｍＡ信號對應(yīng)的機組轉(zhuǎn)速為１５００ｒ／ｍｉｎ，而外方未仔細讀圖，誤認為用于速度閾值箱故障判斷的１２６０ｒ／ｍｉｎ定值應(yīng)對應(yīng)變送器的２０ｍＡ輸出，這就導(dǎo)致了外方首次校驗時認為變送器存在故障的錯誤判斷。
２．３起動機組解決勵磁和轉(zhuǎn)速問題
排除速度變送器故障后，開始安排起機。在中方人員的指揮下，外方操縱員首先執(zhí)行５００ｒ／ｍｉｎ怠速起機，起機后操作機組升速至７９０ｒ／ｍｉｎ左右停止，然后再次緩慢升速至８００ｒ／ｍｉｎ，此時速度閾值箱未輸出投勵信號，機組未正常建壓。中方人員判斷速度閾值箱輸出的８００ｒ／ｍｉｎ轉(zhuǎn)速存在偏差，隨即對該轉(zhuǎn)速定值進行整定。在定值調(diào)整后，將機組轉(zhuǎn)速再次升至８００ｒ／ｍｉｎ時勵磁成功投入，接著將機組停機。
在勵磁投入問題解決后，可在機組建壓后通過屏幕顯示的電壓頻率來判斷實際轉(zhuǎn)速大小。根據(jù)機組檢修和運行經(jīng)驗，中方人員要求外方操縱員執(zhí)行快速起機并嚴密監(jiān)控機組狀態(tài)，若有突發(fā)情況則隨時進行手動緊急停機。在機組快速起動后，根據(jù)輸出電壓頻率及轉(zhuǎn)速顯示判斷，機組實際轉(zhuǎn)速正常，因此問題最終定位在了未對新更換的速度閾值箱進行定值校對。在機組輸出電壓頻率為４９Ｈｚ和５０Ｈｚ時分別對９８０ｒ／ｍｉｎ和１０００ｒ／ｍｉｎ兩個定值進行整定后，機組轉(zhuǎn)速顯示恢復(fù)正常，操縱員執(zhí)行停機后再次起機驗證，機組勵磁和速度控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常。中方的整個故障分析和處理過程只用了６ｈ，成功地在停堆檢修的截止時間之前消除了缺陷。
３外方在處理故障過程中存在的問題
在本次緊急故障處理過程中，外方在分析和處理問題時主要存在以下不足。
（１）對系統(tǒng)不熟悉，分析和解決問題沒有條理。在發(fā)現(xiàn)超速保護模塊的保險燒毀后，應(yīng)先更換保險或新的超速保護模塊，然后再起機驗證備件是否有效并確認速度閾值箱是否也存在故障，在明確速度閾值箱也存在故障的前提下才應(yīng)更換該部件，而外方卻將故障依據(jù)不充分的部件進行更換，又引入了新的故障點。
（２）對控制系統(tǒng)不夠熟悉且讀圖不仔細。圖紙上備注說明速度信號變送器的２０ｍＡ輸出對應(yīng)１５００ｒ／ｍｉｎ，而外方不仔細讀圖，想當(dāng)然地認為２０ｍＡ輸出對應(yīng)１２６０ｒ／ｍｉｎ，根據(jù)錯誤的輸出定值校對，造成對變送器存在故障的誤判，拖延了解決問題的時間。
（３）作業(yè)程序不規(guī)范。在核電站中，對于新安裝或新更換的帶有定值的設(shè)備，在使用前必須先進行定值檢驗，而外方在更換備件后未進行定值檢驗便直接使用，導(dǎo)致了速度信號的偏差。
４結(jié)語
應(yīng)急柴油機組是核電站中的最后一道安全屏障，在安裝、調(diào)試、運行期間都要對該系統(tǒng)有足夠的了解和重視。在核電站運行期間，工作人員更要對該系統(tǒng)有足夠的了解。這樣才能在最短的時間內(nèi)解決應(yīng)急柴油機組出現(xiàn)的問題，從而避免不必要的損失。
