（福建福清核电有限公司 福建福清 350318）
摘要：核电厂应急柴油发电机组在厂外工作电源和备用电源均失去的情况下，为具有核安全功能的应急厂用设备提供电能。针对福清核电1号机组常规岛来讲，当核电站受到外界环境因素影响时(地震、外电网失电等)，应急柴油机组必须快速启动并且在规定时间内按照加载程序带载，为汽轮机油系统提供电源，保证汽轮发电机组的安全。福清核电1号机组常规岛进行柴油发电机带载试验时发现，GGR—汽轮机润滑油顶轴油和盘车系统以及GHE—发电机密封油系统等重要油系统均不能自动带载，极端情况下严重威胁汽轮发电机组的安全。经分析这是设计上的共性问题。本文主要论述这一问题的发现、分析及解决过程，对后续核电机组常规岛柴油发电机带载逻辑的设计具有借鉴意义。
关键词：核电厂；应急柴油发电机；带载逻辑
一、福清核电1号机组常规岛应急柴油发电机带载试验简介
核电厂安全至关重要，供电的可靠性是确保核安全和重要设备安全的重要手段。福清核电一期工程设置了两路独立的外电源和厂内应急柴油发电机组作为后备电源，500KV可以通过主变及降压变压器向厂用电系统供电；220KV作为第一备用电源通过辅助变压器向厂用电系统供电，柴油发电机作为第二备用电源。在事故情况下失去全部厂外电源时，核电厂相关系统及设备自动响应来确保核安全。常规岛柴油发电机带载试验的目的就是验证失电事故时常规岛系统的响应动作是否与设计要求一致。失去所有厂外电源后，柴油大电机启动，触发6.6KV应急母线卸载及分步带载程序。常规岛柴油发电机带载系统主要目的在于保证汽轮发电机组的安全，具体来说就是由柴油发电机确保汽轮机润滑油顶轴油和盘车系统中的交流润滑油泵、顶轴油泵、盘车及发电机密封油泵的供电。核电站遇到突发事件时，需要迅速启动柴油应急发电机组，对整个核电厂应急供电，使核反应堆保持在安全状态或及时冷却停堆。近年我国核电事业有了很大的发展，但应急柴油发电机组却大部分依赖进口，国产项目尚处于交机阶段，未来具有很大的发展空间。应急发电机组应具备在短时间内起动，并达到加载反应堆停堆所需的全部负载的能力，同时要保证发电机终端电压和频率的稳定，这对柴油机的加载过程中的负载变化响应提出了严格的要求。由于核电应急发电机组在研发过程中无法进行启动和加载试验，并且又对启动和加载时间有着严格的要求，深入探究柴油发电机组带载逻辑就显得尤为必须和重要[1]。
二、常规岛柴油发电机带载试验经验反馈
福清核电1号机组在进行柴油发电机带载试验时发现，柴油发电机带载信号LHA load shedding with Diesel信号发出时，GGR和GHE系统相应应急设备均不能自动启动。东方电气设计的逻辑图如下：
当LHA load shedding with diesel信号触发时，应急柴油发电机先将应急设备全部卸载，相关设备保护停运（SAFETY OFF），以保证柴油发电机组的顺利启动。当信号LHA load shedding with diesel信号消失时，经过逻辑非门产生3秒电脉冲，执行失电带载程序，分步序带载应急厂用设备。可是福清核电常规岛应急柴油发电机带载试验时候发现，相关设备在保护停（SAFETY OFF）之后，当再次接到自动启（AUTO ON）命令时，自启动失败。具体原因如下：
福清核电1号机组DCS系统一层为美国IOM公司设计，IOM公司将东方电气的逻辑图转化为自己的FD图用于DCS一层组态。东方电气的逻辑设计源于法国ALSTOM公司，查阅上游设计文件关于驱动模块保护停（SAFETY OFF）的说明得知：ALSTOM的设计思想是在设备驱动模块接受到保护停（SAFETY OFF）命令时，设备就会处于锁定状态，不再响应任何的自动或者手动启停命令。在手动解锁（DE-blocking）之后，设备才能接受自动或者手动启停命令。
在LHA load shedding with diesel信号触发时，相应应急设备保护停（SAFETY OFF），此时设备处于锁定状态，不接受自动启动命令。当LHA load shedding with diesel消失时候，虽然产生自动启（AUTO ON）命令脉冲，但是处于锁定状态的设备无法自启动。IOM公司关于柴油发电机带载的FD图如下：
分析以上FD图可知，按照ALSTOM驱动模块的设计，由于自动启（AUTO ON）脉冲命令只能持续3秒，为了实现常规岛柴油发电机带载设备启动保护汽轮发电机组的安全，要求操纵员必须在3秒以内手动解锁（DE-blocking）应急设备。考虑到全厂失电时情况非常紧急，操纵员大部分精力都将放在保证反应堆安全上，这种要求基本不可能实现。
为了在全厂失电情况下保证常规岛应急设备在没有操纵员手动干预的情况下自动启动，维护汽轮发电机组的安全，福清核电现场调试人员对IOM公司的FD图做了如下变更：
在解锁命令处增加或门：或门的第一个输入为手动解锁（CMD De-blocking），第二个输入为保护停命令（SAFETY OFF）取非，即LHA load shedding with diesel取非。
如此修改以后，在LHA load shedding with diesel信号消失产生3秒自动启（AUTO ON）命令的同时，取非去自动解锁（De-blocking）驱动模块，应急设备自启动成功。
三、结论
ALSTOM公司关于保护停（SAFETY OFF）命令的设定有其合理性：
保护停就是防止设备损坏，将设备锁定。但是针对应急柴油发电机带载设备应该具体情况具体设计。本文发现的问题属于ALSTOM常规岛应急设备自启动的共性问题，涉及国内M310正在运行的多个机组，具有普遍参考意义。文中提供的逻辑修改方法对后续ALSTOM核电机组常规岛具有借鉴意义。
参考文献
[1]陈绍. 对一台英国产柴油发电机的剖析[J]. 中小型电机. 1999 (02).
论文作者:陈雪芹,宋雨蒙
论文发表刊物:《电力设备》2016年第4期
论文发表时间:2016/6/6
标签：发电机论文; 福清论文; 柴油论文; 核电论文; 机组论文; 设备论文; 常规论文; 《电力设备》2016年第4期论文;