棒控棒位系统功率控制棒无法动作故障分析

秦洪超

【摘 要】核电站棒控棒位系统在降功率运行时，功率控制棒G棒组触发"运行故障"报警，手、自动模式均无法动作，严重影响了系统正常运行。本文通过对这一故障诊断分析，查明了故障原因。并提出改进优化建议，对其他电站在处理类似缺陷故障有重要的借鉴作用。

【关键词】棒控系统;运行故障;脉冲信号

中图分类号： TL362文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）13-0044-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.13.020

Bar Control System Power Control rod Failure Action Analysis

QIN Hong-chao

（China Nuclear Power Operation Technology Corporation，LTD.， Zhejiang Haiyan 314300， China）

【Abstract】When the power rod control system of nuclear power plant is running at reduced power， the power control rod G rod group triggers the "operation fault" alarm， and the manual and automatic modes can not operate， which seriously affects the normal operation of the system. Through the diagnosis and analysis of this fault， this paper finds out the cause of the fault. And put forward suggestions for improvement and optimization， which can be used as an important reference for other power stations in dealing with similar defect faults.

【Key words】Rod control system; Operation fault; Pulse signal

0 引言

棒控系统主要包括逻辑柜（CLE）和电源柜（PWE）。逻辑柜完成总的管理和协调，选择控制棒组，提供与棒组驱动设备有关的连锁信号，接收操作员选择的控制棒动作方式和动作方向指令，经逻辑处理单元控制相应棒组动作。电源柜根据控制逻辑柜的运行指令，完成提升、插入循环程序，对棒电源输出进行整流后，送往驱动机构磁轭线圈，从而驱动控制棒动作。每个电源柜分为两部分，一部分是循环监视逻辑单元，接收提升或下插动作指令，对每种线圈产生激磁时序。另一部分是电源驱动单元，分别给驱动机构的三个线圈提供调节电流，每个电源柜控制一个子组。

当系统出现对控制棒正常动作产生阻碍的现象时，会触发“operation fault”（运行故障）报警，此时触发报警的机柜不再接收动棒指令，该机柜控制的棒组保持当前状态禁止动作，直到故障解除。

1 故障描述

电站机组处于降功率工况，汽轮机手动停机后，主控室操作员发现G棒组触发“运行故障”报警，且手、自动模式均无法动作。现场检查确认：N11、G21子组电源柜触发“运行故障”，“处理器输入指令信号故障”，柜内卡件、模块等硬件均工作正常。通过检查系统故障记录发现，停机后N11、G21子组电源柜同时触发“cycler fault_pulse from CLE too close”报警，从而引发该子组电源柜触发“operation fault”报警。

2 原因分析

棒控系统逻辑柜在接收到功率调节系统或KIC的动棒指令后，会给对应控制棒组的电源柜下发动棒指令棒脉冲，电源柜接收到脉冲信号后，则按照程序设定的控制棒驱动机构动作电流时序产生提升、下插动作信号。同时，电源柜逻辑控制单元还会对该动棒指令脉冲信号进行监测，对异常脉冲信号触发三种报警，分别是：“pulse too short”、“pulse too long”和“pulse too close”（见图1），避免由于动棒指令脉冲信号异常，造成控制棒驱动机构电流时序在两个相邻动作周期之间相互干涉，导致控制棒组异常动作或损伤。

此次N11、G21子组电源柜出现“operation fault”报警，均是由“pulse too close”引發：动棒指令脉冲信号时间间隔过短。

且棒控系统控制逻辑中有以下联锁：

任何一个停堆棒（S棒）子组故障，则闭锁所有停堆棒组;

任何一个温度控制棒（R棒）子组故障，则闭锁所有R棒组和停堆棒组;

任何一个功率控制棒（G棒）子组故障，则闭锁所有功率控制棒组。

由于N11、G21子组电源柜触发“operation fault”，故导致G棒组动作闭锁，无法进行提升或下插操作。

通过查看KIC记录，停机前机组正在进行降功率，G棒组控制模式跟随电功率变化处于不断下插的过程。停机时刻前，G棒组需求棒位变化，需要下插动作，棒控逻辑柜下发下插指令脉冲，G棒组执行下插动作，此时停机信号产生，G棒组控制模式切换至最终功率定值控制，导致需求棒位较之前有所上升，需要G棒组提升动作（见图2），于是棒控逻辑柜又下发提升指令脉冲。

通过查看RGL日志记录，发现N11、G21子组下插指令下发后，间隔800ms又下发提升指令（见图3），两个动作指令脉冲信号触发间隔时间过短，故产生“pulse too close”故障报警。

由此可见，G棒组触发"运行故障"报警无法提升和下插动作的原因是：停机瞬间，出现两次动棒指令信号触发间隔时间过短的现象，导致"处理器输入指令信号故障"报警。棒控棒位系统监测到信号异常后正常响应，立即停止棒组动作，闭锁相应棒组动作，避免两个周期的动作时序之间发生干涉，造成落棒风险。

3 故障处理

经过分析确认棒控棒位系统设备工作正常，对故障报警进行复位，复位操作不会对控制棒正常动作带来风险，随后G棒组动作过程中未再发生故障。在大修中，对逻辑柜到电源柜的接线、插头等进行了检查紧固，排除因硬件连接产生报警的可能性。同时对棒控棒位系统内部控制逻辑进行优化升级。

4 结论

本文通过对棒控棒位系统在降功率过程中，功率控制棒G棒组触发"运行故障"报警，手、自动模式均无法动作的故障进行了深入分析，找到问题根源：动棒指令信号触发间隔时间过短，导致G棒组闭锁无法动作。提出了处理措施和建议，对故障报警的消除和同类电站类似问题的解决有重要的参考借鉴作用。

【参考文献】

[1]棒控棒位系统手册，中国核动力研究设计院.

[2]沈小要.控制棒驱动机构动态提升特性研究.核动力工程，2012年1期.

[3]毕满清.模拟电子技术[M].北京：电子工业出版社，2008.

[4]查方兴.I/A'S系统及应用.上海福克斯波罗有限公司，2007.