M310 核電機(jī)組重要廠用水泵運(yùn)行置位信號(hào)邏輯優(yōu)化

呂瑞廣

（福建福清核電有限公司維修二處，福建福清 350318）

0 引言

重要廠用水系統(tǒng)（SEC）的功能是把設(shè)備冷卻水系統(tǒng)（RRI）收集的熱負(fù)荷輸送到最終熱阱——大海。SEC 系統(tǒng)分為兩個(gè)獨(dú)立的A、B 兩列，每列各有兩臺(tái)泵。其中，A 列為SEC001/003PO，B 列為SEC002/004PO，A、B 兩列互為備用，并且單列中兩臺(tái)泵也互為備用。在每一列中，兩臺(tái)泵出口安裝一個(gè)壓力開(kāi)關(guān)，用來(lái)監(jiān)測(cè)該列泵出口壓力。當(dāng)機(jī)組在正常運(yùn)行工況下，單個(gè)系列的一臺(tái)泵運(yùn)行，一臺(tái)泵備用，另外一列停運(yùn)。運(yùn)行期間，每一列的兩臺(tái)泵可以手動(dòng)、自動(dòng)切換。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，泵的啟停邏輯中引入運(yùn)行置位信號(hào)，當(dāng)操縱員在主控發(fā)出啟泵命令并且啟泵成功，就會(huì)產(chǎn)生IN SERVICE SET 運(yùn)行置位信號(hào)，運(yùn)行置位信號(hào)最主要的作用是當(dāng)泵出口壓力低時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)該列的備用泵。

1 SEC 泵運(yùn)行置位信號(hào)的產(chǎn)生、功能及實(shí)現(xiàn)

根據(jù)SEC 系統(tǒng)邏輯圖，A、B 兩列列間具有互相備用的關(guān)系，每個(gè)系列的兩臺(tái)泵也具有互相備用的關(guān)系。列內(nèi)備用的切換通過(guò)泵出口壓力監(jiān)測(cè)和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)。

以A 列的SEC003PO 備用于SEC001PO 為例，詳細(xì)分析運(yùn)行置位信號(hào)的產(chǎn)生、功能及實(shí)現(xiàn)方式。根據(jù)圖1，假設(shè)初始狀態(tài)是A 列的SEC001PO 和SEC003PO 均處于停運(yùn)狀態(tài)。當(dāng)操縱員在主控室下發(fā)SEC001PO 啟動(dòng)命令，并且當(dāng)SEC001PO 啟動(dòng)成功后，通過(guò)RS 觸發(fā)器產(chǎn)生“001PO IN SERVICE SET”信號(hào)，即運(yùn)行置位信號(hào)。通過(guò)圖1 可以看出，產(chǎn)生運(yùn)行置位信號(hào)需要同時(shí)滿足兩個(gè)條件：?jiǎn)?dòng)命令和泵的運(yùn)行反饋信號(hào)。

2 KIC 啟泵無(wú)法產(chǎn)生運(yùn)行置位信號(hào)的問(wèn)題

在福清核電2 號(hào)機(jī)組重要廠用水系統(tǒng)邏輯試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)從主控KIC 啟動(dòng)SEC001PO 后，運(yùn)行置位信號(hào)無(wú)法產(chǎn)生。通過(guò)分析邏輯圖，只有當(dāng)操縱員的啟動(dòng)命令（001PO KIC ON）和就地SEC001PO 運(yùn)行狀態(tài)反饋（001PO ON POS）兩個(gè)信號(hào)同時(shí)存在時(shí)，才能通過(guò)RS 觸發(fā)器產(chǎn)生運(yùn)行置位信號(hào)。而根據(jù)FD 圖和DCS 一二層握手機(jī)制，當(dāng)二層收到一層命令下發(fā)的反饋后會(huì)復(fù)位001PO KIC ON 信號(hào)，而此時(shí)，就地執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)信息尚未反饋到一層，所以001PO KIC ON 和001PO ON POS 兩個(gè)信號(hào)無(wú)法同時(shí)存在，從而導(dǎo)致無(wú)法產(chǎn)生運(yùn)行置位信號(hào)。

圖1 SEC001PO 運(yùn)行置位信號(hào)的產(chǎn)生的邏輯

如果運(yùn)行置位信號(hào)001PO INSERVICE SET 無(wú)法產(chǎn)生，那么當(dāng)A 列泵出口壓力低或SEC001PO 意外停運(yùn)時(shí)，將無(wú)法自動(dòng)啟動(dòng)備用泵SEC003PO，直接威脅到核電站的安全運(yùn)行。

通過(guò)比較分析，RRI 系統(tǒng)也存在泵的運(yùn)行置位信號(hào)，且在邏輯圖中，運(yùn)行置位信號(hào)的控制邏輯與SEC 完全一樣，但在RRI系統(tǒng)調(diào)試期間，卻沒(méi)有出現(xiàn)該問(wèn)題。經(jīng)分析，原因是RRI 中產(chǎn)生運(yùn)行置位信號(hào)的啟動(dòng)命令并非KIC ON 信號(hào)，而是來(lái)自執(zhí)行器模板001PO_L1 輸出的啟動(dòng)命令CmdVal Start，CmdVal Start 經(jīng)001PO_L7 的或門(mén)后送至001PO_L8 產(chǎn)生運(yùn)行置位信號(hào)。Cmd－Val Start 持續(xù)時(shí)間比模板前的KIC ON 持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，CmdVal Start 在收到現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器反饋001PO_RP 后才被復(fù)位。同時(shí)，雖然001PO_RP 會(huì)復(fù)位CmdVal Start，但由于RRI 組態(tài)中，與啟動(dòng)命令有關(guān)的三個(gè)邏輯塊執(zhí)行順序是001PO_L7→001PO_L1→001PO_L8，產(chǎn)生運(yùn)行置位信號(hào)的001PO_L8 BLOCK 取的是前一周期的CmdVal Start，從而滿足條件，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生IN SERVICE SET 信號(hào)（表1）。

3 原因分析及解決方案

經(jīng)分析，運(yùn)行置位信號(hào)無(wú)法產(chǎn)生的根本原因是，001PO KIC ON 和001PO ON POS 兩個(gè)信號(hào)無(wú)法同時(shí)存在。由于KIC 發(fā)出的都是脈沖信號(hào)，其脈沖長(zhǎng)度與DCS 一二層的握手機(jī)制和掃描周期有關(guān)，一般為100 ms。所以當(dāng)就地01PO ON POS 信號(hào)反饋回來(lái)時(shí)，001PO KIC ON 信號(hào)已經(jīng)被復(fù)位。

因此，可以采取001PO KIC ON 信號(hào)后加2 s 延時(shí)模塊的方法，使KIC ON 信號(hào)等待現(xiàn)場(chǎng)的001PO ON POS 信號(hào)，以保證001PO KIC ON 和001PO ON POS 兩個(gè)信號(hào)同時(shí)存在，從而產(chǎn)生運(yùn)行置位信號(hào)。

該種邏輯設(shè)計(jì)在存在備用邏輯的系統(tǒng)中廣泛使用，該解決辦法為通用方案，現(xiàn)場(chǎng)REA、DVK、JPP 等眾多系統(tǒng)的邏輯優(yōu)化均以此為藍(lán)本。

作為通用方案，該方案也存在一定的局限性。對(duì)于存在同樣問(wèn)題且執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)的閥門(mén)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由于執(zhí)行時(shí)間的差異性，在采用這種方案時(shí)，須了解該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程時(shí)間，根據(jù)行程時(shí)間來(lái)確定延時(shí)模塊的長(zhǎng)度。

表1 RRI 運(yùn)行置位信號(hào)執(zhí)行順序

4 結(jié)束語(yǔ)

重要廠用水系統(tǒng)（SEC）做為核安全功能系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行直接關(guān)系到核電站的安全。本文從SEC 泵的運(yùn)行置位信號(hào)出發(fā)，分析SEC 泵的啟停邏輯和運(yùn)行置位信號(hào)，闡述運(yùn)行置位信號(hào)在SEC 泵的啟停邏輯中的作用以及在DCS 平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)方式。為同類(lèi)問(wèn)題的處理提供參考。