摘 要：針對(duì)國外某核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)在一次月度試驗(yàn)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(jī)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(dòng)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(tái)機(jī)組共有４臺(tái)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)，核電站運(yùn)行規(guī)范中對(duì)這幾臺(tái)應(yīng)急柴油機(jī)組平時(shí)的狀態(tài)及定期試驗(yàn)等內(nèi)容都進(jìn)行了明確規(guī)定。本文將針對(duì)該核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)一次月度試驗(yàn)中的緊急故障原因進(jìn)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(jī)組操縱員依照規(guī)程進(jìn)行月度試驗(yàn)，在完成１ｈ并網(wǎng)滿載試驗(yàn)后的降功率停機(jī)階段，機(jī)組報(bào)警窗突然出現(xiàn)“調(diào)速器故障報(bào)警”，機(jī)組停機(jī)后無法再次起機(jī)。外方運(yùn)行人員立即檢查控制柜，發(fā)現(xiàn)１個(gè)１１２％超速保護(hù)模塊的保險(xiǎn)燒毀，且速度閾值箱（ＡＦＳＥＭ）也存在故障。在使用備件更換這兩個(gè)部件后再次起機(jī)，機(jī)組速度控制柜顯示轉(zhuǎn)速為１２００ｒ／ｍｉｎ且機(jī)組未投勵(lì)，因機(jī)組額定轉(zhuǎn)速為１０００ｒ／ｍｉｎ，故機(jī)組已嚴(yán)重超速，于是緊急停機(jī)。停機(jī)后，校對(duì)速度信號(hào)變送器，發(fā)現(xiàn)輸入、輸出信號(hào)存在很大偏差。根據(jù)核電站運(yùn)行規(guī)范要求，在電站運(yùn)行期間，如果一組應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障后７２ｈ內(nèi)不能恢復(fù)自動(dòng)熱備用，那么電站必須停堆進(jìn)行檢修。這將影響到機(jī)組全年的可利用因子，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于無法準(zhǔn)確定位并排除故障，因此第二次起機(jī)時(shí)仍存在超速和勵(lì)磁問題，外方向中方緊急求助，此時(shí)離停堆時(shí)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(diǎn)定位
根據(jù)機(jī)組控制圖，該涉外核電站中應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組速度控制模塊的主要定值情況見表１
機(jī)組的轉(zhuǎn)速信號(hào)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(hào)變送器之后，分別輸出２路４～２０ｍＡ信號(hào)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(duì)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(jìn)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(lì)，以及速度信號(hào)變送器存在故障導(dǎo)致顯示的轉(zhuǎn)速達(dá)到了１２００ｒ／ｍｉｎ（機(jī)組實(shí)際并未超速）。初步定位故障點(diǎn)后，中方搶修人員提出以下解決方案：校對(duì)速度信號(hào)變送器，確認(rèn)變送器是否存在故障；起動(dòng)機(jī)組，查看是否能正常投勵(lì)，在解決了勵(lì)磁投入問題后，再對(duì)８００ｒ／ｍｉｎ投勵(lì)磁、９８０ｒ／ｍｉｎ頻率達(dá)標(biāo)和１０００ｒ／ｍｉｎ額定轉(zhuǎn)速三個(gè)關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行校對(duì)。在外方同意解決方案之后，中方搶修人員開始著手實(shí)施。
２．２速度變送器校驗(yàn)
首先進(jìn)行速度信號(hào)變送器檢查。中方搶修人員使用檢驗(yàn)合格的信號(hào)發(fā)生器向速度信號(hào)變送器施加信號(hào)，同時(shí)測量輸出信號(hào)并記錄速度控制柜顯示的機(jī)組轉(zhuǎn)速。經(jīng)過校驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，速度信號(hào)變送器輸出準(zhǔn)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(hào)對(duì)應(yīng)的機(jī)組轉(zhuǎn)速為１５００ｒ／ｍｉｎ，而外方未仔細(xì)讀圖，誤認(rèn)為用于速度閾值箱故障判斷的１２６０ｒ／ｍｉｎ定值應(yīng)對(duì)應(yīng)變送器的２０ｍＡ輸出，這就導(dǎo)致了外方首次校驗(yàn)時(shí)認(rèn)為變送器存在故障的錯(cuò)誤判斷。
２．３起動(dòng)機(jī)組解決勵(lì)磁和轉(zhuǎn)速問題
排除速度變送器故障后，開始安排起機(jī)。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(jī)，起機(jī)后操作機(jī)組升速至７９０ｒ／ｍｉｎ左右停止，然后再次緩慢升速至８００ｒ／ｍｉｎ，此時(shí)速度閾值箱未輸出投勵(lì)信號(hào)，機(jī)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(duì)該轉(zhuǎn)速定值進(jìn)行整定。在定值調(diào)整后，將機(jī)組轉(zhuǎn)速再次升至８００ｒ／ｍｉｎ時(shí)勵(lì)磁成功投入，接著將機(jī)組停機(jī)。
在勵(lì)磁投入問題解決后，可在機(jī)組建壓后通過屏幕顯示的電壓頻率來判斷實(shí)際轉(zhuǎn)速大小。根據(jù)機(jī)組檢修和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，中方人員要求外方操縱員執(zhí)行快速起機(jī)并嚴(yán)密監(jiān)控機(jī)組狀態(tài)，若有突發(fā)情況則隨時(shí)進(jìn)行手動(dòng)緊急停機(jī)。在機(jī)組快速起動(dòng)后，根據(jù)輸出電壓頻率及轉(zhuǎn)速顯示判斷，機(jī)組實(shí)際轉(zhuǎn)速正常，因此問題最終定位在了未對(duì)新更換的速度閾值箱進(jìn)行定值校對(duì)。在機(jī)組輸出電壓頻率為４９Ｈｚ和５０Ｈｚ時(shí)分別對(duì)９８０ｒ／ｍｉｎ和１０００ｒ／ｍｉｎ兩個(gè)定值進(jìn)行整定后，機(jī)組轉(zhuǎn)速顯示恢復(fù)正常，操縱員執(zhí)行停機(jī)后再次起機(jī)驗(yàn)證，機(jī)組勵(lì)磁和速度控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。中方的整個(gè)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(shí)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(shí)主要存在以下不足。
（１）對(duì)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(hù)模塊的保險(xiǎn)燒毀后，應(yīng)先更換保險(xiǎn)或新的超速保護(hù)模塊，然后再起機(jī)驗(yàn)證備件是否有效并確認(rèn)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(jìn)行更換，又引入了新的故障點(diǎn)。
（２）對(duì)控制系統(tǒng)不夠熟悉且讀圖不仔細(xì)。圖紙上備注說明速度信號(hào)變送器的２０ｍＡ輸出對(duì)應(yīng)１５００ｒ／ｍｉｎ，而外方不仔細(xì)讀圖，想當(dāng)然地認(rèn)為２０ｍＡ輸出對(duì)應(yīng)１２６０ｒ／ｍｉｎ，根據(jù)錯(cuò)誤的輸出定值校對(duì)，造成對(duì)變送器存在故障的誤判，拖延了解決問題的時(shí)間。
（３）作業(yè)程序不規(guī)范。在核電站中，對(duì)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(jìn)行定值檢驗(yàn)，而外方在更換備件后未進(jìn)行定值檢驗(yàn)便直接使用，導(dǎo)致了速度信號(hào)的偏差。
４結(jié)語
應(yīng)急柴油機(jī)組是核電站中的最后一道安全屏障，在安裝、調(diào)試、運(yùn)行期間都要對(duì)該系統(tǒng)有足夠的了解和重視。在核電站運(yùn)行期間，工作人員更要對(duì)該系統(tǒng)有足夠的了解。這樣才能在最短的時(shí)間內(nèi)解決應(yīng)急柴油機(jī)組出現(xiàn)的問題，從而避免不必要的損失。
