某核电机组停堆断路器故障原因分析与改造方案

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1、第14卷(2012年第3期)电力安全技术技术改造ishugaizao某核电机组停堆断路器故障原因分析及改造方案袁屹昆，李伟，宋雨，姚建林(1．江苏核电有限公司，江苏连云港222042；2．苏州热工研究院有限公司，江苏苏州215004)[摘要]停堆断路器是压水堆核电机组中实现反应堆紧急停堆的关键敏感设备，根据电站技术规格书的要求需进行反应堆停堆保护系统定期试验，测试停堆断路器性能。2009年l2月，某核电机组进行反应堆停堆保护系统定期试验时，一个处于闭合状态的停堆断路器出现异常，导致一半的控制棒下滑，触发反应堆非计划停堆。本文对停堆断路器的故障原因进行分析，并对技术改造方案进行说明。[关键词

2、]核电机组；反应堆停堆保护系统；停堆断路器；改造方案1事件描述开，测试其性能。对于每组3个断路器，1次断开1个交流断路器和1个直流断路器，另一个交流断某核电机组控制棒采用静止式供电，交流380V路器处于闭合状态，向一半的控制棒供电。为主用电源，直流1l0V为备用电源，主用和备用2009-12-15，该核电机组按计划进行反应堆电源分别通过2组停堆断路器向控制棒供电。反应停堆保护系统定期试验。09：32：30，执行人员发堆停堆保护系统结构如图l所示，共有12个停堆出断开lSHP6M2机柜断路器K2和1SHP6M3机断路器，分为4组，每组包括机柜SHP6M2的交柜断路器K3的命令，断路器K2，K

3、3正常断开，流断路器(K1，K2)和机柜SHP6M3的直流断路器此时5～lO组控制棒仅由通过断路器Kl的交流K3。正常运行时，所有停堆断路器处于闭合状态，380V电源保持，但在K2，K3断开0．2S后断路器当接收到停堆保护命令时，停堆断路器全部断开，K1意外断开，造成第5～lO组控制棒失电下落，控制棒驱动机构失电，控制棒掉人堆芯，实现反应反应堆功率下降。0．65s后K1闭合，5～l0组控堆停堆。制棒供电恢复，控制棒停止下落。在反应堆功率下根据电站技术规格书规定，在进行反应堆停堆降过程中，一回路压力下降，09：32：56，出现堆芯保护系统定期试验时，需依次将停堆断路器实体断上部压力低于13．

4、73MPa信号，触发反应堆自动监视手段，若冷却器电源电压越限，监控系统会在象，运行单位应及时更换该继电器。第一时间发出告警信号，并予以调节。所以，冷却(2)加强运行监视，统计该类继电器误动作的器的电源监视继电器采用三相保护继电器，与采用情况，必要时可考虑将该类继电器更换为常规的电常规继电器相比，实际意义不大。而此类继电器各源监视继电器。种情况下的非正常失励带来的冷却器故障及冷却器(3)今后选用同类型的新变压器时，应要求供全停告警信号，除给运行人员进行异常判断带来困货商采用可靠性高的电源监视继电器。扰之外，更有可能威胁主变压器的安全稳定运行。(4)对于由接点竞争引起的瞬发性主变风扇故鉴于以上

5、分析，要有效防止这一异常现象的发生，障告警信号，可采取加装延时继电器等方法予以消建议采取如下措施。除，以免干扰正常监控信息。(1)针对KJ4继电器不明原因的非正常失励现(收稿日期：2011-08-29；修回日期：2011—10-25)一9一J电力安全技术第14卷(2012年第3期)停堆信号，所有控制棒正常下落，反应堆安全停堆。电流也会降低。只有在Kl的一相短时断开，另外09：33：43，反应堆功率达到次临界水平。两相保持闭合时，其出口端电压才有可能不降低，上游母线电流还会短时增加，在断开相闭合后，母～380V一1l0V一1l0V～380V线电流恢复正常。因此可以得出推论：事件的直接__EP

6、．PPEP—PP原因是断路器K1短时缺相运行。NlN2曲董E射=●鹜2．2验证试验为了验证断路器K1短时缺相运行是导致事件Il的直接原因这一推论，在该核电机组控制棒测试台ll架上做了以下验证试验。(1)缺相与掉棒关系试验：控制棒的三相供电团I1薹／，rE蟪中，当缺少一相供电后，控制棒将掉落。(2)缺相时间与掉棒关系试验：缺相时间超过图1反应堆停堆保护系统结构20ms时，控制棒掉落。(3)控制棒保持电压试验：控制棒仅依靠交流2直接原因分析电源保持，当交流电压从380V下降到110V时，控制棒掉棒。根据设计文件，控制棒交流电源工2．1事件曲线分析作电压为323～418V，当一路交流电源电压低于

7、在1SHP6M2和3SHP6M2机柜的上游0．4kV304±3V时，将会触发低电压报警信号。因此，设母线段安装有电流监测装置(监测A相电流)，在计文件规定的报警限值电压足以保持住控制棒。2SHP6M2和4SHP6M2机柜的出口安装有电压监(4)缺相时间与低电压报警信号关系试验：断测装置(电压下降到304±3V时发出报警信号)。路器A或B相缺相，电压监测装置不会发出低电事件发生时仪控系统记录的相关设备状态曲线压报警信号，C