重水堆空氣閘門報警窗國產化實踐

左建新，王仕博，于 超，代濟嶺，譚繼勇

（中核核電運行管理有限公司 維修五處，浙江 嘉興 314300）

0 引言

空氣閘門是安全殼系統的一個子系統。空氣閘門是在不破壞安全殼完整性的情況下，供工作人員或設備進出的通道。在機組正常運行時，空氣閘門處于關閉狀態。每個空氣閘門的兩道密封都處于充壓狀態，以便保證安全殼的密封性，從而限制了安全殼內放射性物質的外泄和輔助廠房內未經處理的空氣進入，維持安全殼內壓力在微負壓狀態。

空氣閘門設有14個報警監測回路，一旦有異常情況，現場控制邏輯會自動產生報警信號，通過現場報警窗進行聲光報警，同時將情況反饋到控制室[2]。

1 空氣閘門報警窗介紹

報警窗的主要作用是通過聲音和指示燈來通報異常現象。異常現象通常通過現場觸點接收，異常現象來源通常為壓力開關、液位開關、設備電源等。報警窗可由任意數量的報警現場觸點組成，現場觸點可以通過公共電源供電（干接點）或者獨立電源供電（濕接點）。其中，干接點一般用于無源開關或繼電器形式的報警，而濕接點一般用于電源形式的報警。

空氣閘門報警窗使用美國HATHAWAY公司生產的BETALARM 3型報警窗，將報警信號進行初步分析后，送入報警信號處理器處理，然后通過數據通道發送給指示燈控制處理器，指示燈控制處理器會根據分析結果控制指示燈報警和聲音報警，整個系統為單一整體[3]。

空氣閘門報警窗把現場異常狀態，通過報警窗的聲光報警給出提醒，并傳遞給控制室一個CI報警信號。該型號報警窗共計14個報警通道如圖1所示，并配有“TEST”“ACK” “RESET” 3個按鍵。正常運行期間，報警窗上14個窗口均不亮，且無報警聲音發出。

圖1 報警窗正面示意圖Fig.1 Front view of alarm window

1.1 窗報報警響應流程

一旦有異常情況，現場對應觸點狀態發生改變，則報警觸發，對應報警窗口將閃爍，報警聲音響起。按下報警窗上“ACK”按鍵，報警窗常亮，報警聲音消除，報警窗處于確認狀態。

當現場觸點狀態恢復正常之后，按下“RESET”按鈕，報警燈光及報警聲音均消除，報警窗恢復正常狀態。

1.2 窗報試驗

根據要求，需要每天進行一次窗報測試，來驗證窗報系統正常可用。按下報警窗上“TEST”按鈕后，14個報警窗均點亮，報警聲音不出現。松開“TEST”按鍵后，報警窗燈滅。

1.3 按鍵功能

TEST——按下并保持，所有燈常亮。若松開，則所有燈立刻恢復按下前狀態。

ACK——使對應報警燈由閃爍變為常亮，使報警喇叭靜音。

RST——使設備恢復初始狀態，使所有燈滅，報警喇叭靜音。

2 報警窗問題

美國HATHAWAY公司生產的BETALARM 3型報警窗目前已經停產，而現場閘門報警窗已使用15年以上，近年來多次出現報警功能異常、按鈕老化、燈泡批量損壞等現象，同時由于以前設計考慮不細致，報警窗未設計報警特異性記錄功能，導致現場報警消除后不能回溯。

2.1 報警窗有窗口燈不亮或者不滅

現場多次出現報警燈全亮，無法復位或者是報警窗部分窗口按下“TEST”按鍵后無法點亮，使得報警窗功能異常。

2.2 存在按鍵老化現象

現場報警窗上“TEST”“ACK”“RESET”3個按鍵，經過長年使用，目前現場多臺報警窗上按鍵大都回彈異常，需要人為手動助力回彈。因報警窗一體式設計，不易拆除，且沒有按鍵的單獨備件，無法對回彈異常按鍵進行有效處理。

2.3 報警信息無特異性、無時間記錄

BETALARM 3型報警窗共計有14個通道。控制室只有一個CI報警，如果現場報警被消除后，無法確定當時出現的是哪個報警、報警持續了多長時間。

3 報警窗國產化

為了解決現場使用出現的各類問題，決定對該類型報警窗進行國產化改造。改造前需要了解原報警窗各項參數（見表1）及功能，并確認新報警窗安裝快捷，檢修、更換便利，不增加現場工作量。

表1 BETALARM 3報警窗參數表Table 1 Parameter table of BETALARM 3 alarm window

通過功能分析、設備選型、尺寸測量等，秦山重水堆核電廠儀控科和美核電氣（濟南）股份有限公司合作制作完成了一臺國產化產品樣機，如圖2所示。

圖2 國產化報警窗樣機Fig.2 Prototype of domestic alarm window

經過現場臨時測試及車間近兩年的觀察，發現國產化報警窗功能、尺寸滿足現場使用要求，安裝、維修便捷。同時，該國產化報警窗還增加了以下功能特點：

1）采取模塊化設計，電子元器件應選用現今主流、高品質產品，具備更換便捷、維護成本低、后期升級便利等特點。

2）塑料、橡膠件等應為環保材料，老化年限不低于15年。

3）指示燈為LED，安裝方式兼顧插拔式和螺口式。

4）顯示系統運行狀態和故障內容，并可記錄報警的時間、通道、狀態等信息，記錄信息不低于1萬條。

5）報警輸入信號、報警序列可調整。

4 小結

美國HATHAWAY公司生產的BETALARM 3型報警窗已停產，現場原有設備使用年限長，多次出現故障，影響空氣閘門的正常監測。通過國產化改造，解決了無備件可用局面。國產化改造后，新品報警窗的參數和功能完全覆蓋原報警窗參數及功能，且安裝、檢修便利，有力地保障了空氣閘門系統穩定運行。