M310 核電機組重要廠用水泵運行置位信號邏輯優化

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（SEC）的功能是把設備冷卻水系統（RRI）收集的熱負荷輸送到最終熱阱——大海。SEC 系統分為兩個獨立的A、B 兩列，每列各有兩臺泵。其中，A 列為SEC001/003PO，B 列為SEC002/004PO，A、B 兩列互為備用，并且單列中兩臺泵也互為備用。在每一列中，兩臺泵出口安裝一個壓力開關，用來監測該列泵出口壓力。當機組在正常運行工況下，單個系列的一臺泵運行，一臺泵備用，另外一列停運。運行期間，每一列的兩臺泵可以手動、自動切換。為了實現上述功能，泵的啟停邏輯中引入運行置位信號，當操縱員在主控發出啟泵命令并且啟泵成功，就會產生IN SERVICE SET 運行置位信號，運行置位信號最主要的作用是當泵出口壓力低時自動啟動該列的備用泵。

1 SEC 泵運行置位信號的產生、功能及實現

根據SEC 系統邏輯圖，A、B 兩列列間具有互相備用的關系，每個系列的兩臺泵也具有互相備用的關系。列內備用的切換通過泵出口壓力監測和設備狀態監測實現。

以A 列的SEC003PO 備用于SEC001PO 為例，詳細分析運行置位信號的產生、功能及實現方式。根據圖1，假設初始狀態是A 列的SEC001PO 和SEC003PO 均處于停運狀態。當操縱員在主控室下發SEC001PO 啟動命令，并且當SEC001PO 啟動成功后，通過RS 觸發器產生“001PO IN SERVICE SET”信號，即運行置位信號。通過圖1 可以看出，產生運行置位信號需要同時滿足兩個條件：啟動命令和泵的運行反饋信號。

2 KIC 啟泵無法產生運行置位信號的問題

在福清核電2 號機組重要廠用水系統邏輯試驗時，當從主控KIC 啟動SEC001PO 后，運行置位信號無法產生。通過分析邏輯圖，只有當操縱員的啟動命令（001PO KIC ON）和就地SEC001PO 運行狀態反饋（001PO ON POS）兩個信號同時存在時，才能通過RS 觸發器產生運行置位信號。而根據FD 圖和DCS 一二層握手機制，當二層收到一層命令下發的反饋后會復位001PO KIC ON 信號，而此時，就地執行機構的狀態信息尚未反饋到一層，所以001PO KIC ON 和001PO ON POS 兩個信號無法同時存在，從而導致無法產生運行置位信號。

圖1 SEC001PO 運行置位信號的產生的邏輯

如果運行置位信號001PO INSERVICE SET 無法產生，那么當A 列泵出口壓力低或SEC001PO 意外停運時，將無法自動啟動備用泵SEC003PO，直接威脅到核電站的安全運行。

通過比較分析，RRI 系統也存在泵的運行置位信號，且在邏輯圖中，運行置位信號的控制邏輯與SEC 完全一樣，但在RRI系統調試期間，卻沒有出現該問題。經分析，原因是RRI 中產生運行置位信號的啟動命令并非KIC ON 信號，而是來自執行器模板001PO_L1 輸出的啟動命令CmdVal Start，CmdVal Start 經001PO_L7 的或門后送至001PO_L8 產生運行置位信號。Cmd－Val Start 持續時間比模板前的KIC ON 持續時間長，CmdVal Start 在收到現場執行器反饋001PO_RP 后才被復位。同時，雖然001PO_RP 會復位CmdVal Start，但由于RRI 組態中，與啟動命令有關的三個邏輯塊執行順序是001PO_L7→001PO_L1→001PO_L8，產生運行置位信號的001PO_L8 BLOCK 取的是前一周期的CmdVal Start，從而滿足條件，以實現產生IN SERVICE SET 信號（表1）。

3 原因分析及解決方案

經分析，運行置位信號無法產生的根本原因是，001PO KIC ON 和001PO ON POS 兩個信號無法同時存在。由于KIC 發出的都是脈沖信號，其脈沖長度與DCS 一二層的握手機制和掃描周期有關，一般為100 ms。所以當就地01PO ON POS 信號反饋回來時，001PO KIC ON 信號已經被復位。

因此，可以采取001PO KIC ON 信號后加2 s 延時模塊的方法，使KIC ON 信號等待現場的001PO ON POS 信號，以保證001PO KIC ON 和001PO ON POS 兩個信號同時存在，從而產生運行置位信號。

該種邏輯設計在存在備用邏輯的系統中廣泛使用，該解決辦法為通用方案，現場REA、DVK、JPP 等眾多系統的邏輯優化均以此為藍本。

作為通用方案，該方案也存在一定的局限性。對于存在同樣問題且執行時間較長的閥門等執行機構，由于執行時間的差異性，在采用這種方案時，須了解該執行機構的行程時間，根據行程時間來確定延時模塊的長度。

表1 RRI 運行置位信號執行順序

4 結束語

重要廠用水系統（SEC）做為核安全功能系統，系統的安全、可靠運行直接關系到核電站的安全。本文從SEC 泵的運行置位信號出發，分析SEC 泵的啟停邏輯和運行置位信號，闡述運行置位信號在SEC 泵的啟停邏輯中的作用以及在DCS 平臺上的實現方式。為同類問題的處理提供參考。