重水堆空气闸门报警窗国产化实践

左建新，王仕博，于 超，代济岭，谭继勇

（中核核电运行管理有限公司 维修五处，浙江 嘉兴 314300）

0 引言

空气闸门是安全壳系统的一个子系统。空气闸门是在不破坏安全壳完整性的情况下，供工作人员或设备进出的通道。在机组正常运行时，空气闸门处于关闭状态。每个空气闸门的两道密封都处于充压状态，以便保证安全壳的密封性，从而限制了安全壳内放射性物质的外泄和辅助厂房内未经处理的空气进入，维持安全壳内压力在微负压状态。

空气闸门设有14个报警监测回路，一旦有异常情况，现场控制逻辑会自动产生报警信号，通过现场报警窗进行声光报警，同时将情况反馈到控制室[2]。

1 空气闸门报警窗介绍

报警窗的主要作用是通过声音和指示灯来通报异常现象。异常现象通常通过现场触点接收，异常现象来源通常为压力开关、液位开关、设备电源等。报警窗可由任意数量的报警现场触点组成，现场触点可以通过公共电源供电（干接点）或者独立电源供电（湿接点）。其中，干接点一般用于无源开关或继电器形式的报警，而湿接点一般用于电源形式的报警。

空气闸门报警窗使用美国HATHAWAY公司生产的BETALARM 3型报警窗，将报警信号进行初步分析后，送入报警信号处理器处理，然后通过数据通道发送给指示灯控制处理器，指示灯控制处理器会根据分析结果控制指示灯报警和声音报警，整个系统为单一整体[3]。

空气闸门报警窗把现场异常状态，通过报警窗的声光报警给出提醒，并传递给控制室一个CI报警信号。该型号报警窗共计14个报警通道如图1所示，并配有“TEST”“ACK” “RESET” 3个按键。正常运行期间，报警窗上14个窗口均不亮，且无报警声音发出。

图1 报警窗正面示意图Fig.1 Front view of alarm window

1.1 窗报报警响应流程

一旦有异常情况，现场对应触点状态发生改变，则报警触发，对应报警窗口将闪烁，报警声音响起。按下报警窗上“ACK”按键，报警窗常亮，报警声音消除，报警窗处于确认状态。

当现场触点状态恢复正常之后，按下“RESET”按钮，报警灯光及报警声音均消除，报警窗恢复正常状态。

1.2 窗报试验

根据要求，需要每天进行一次窗报测试，来验证窗报系统正常可用。按下报警窗上“TEST”按钮后，14个报警窗均点亮，报警声音不出现。松开“TEST”按键后，报警窗灯灭。

1.3 按键功能

TEST——按下并保持，所有灯常亮。若松开，则所有灯立刻恢复按下前状态。

ACK——使对应报警灯由闪烁变为常亮，使报警喇叭静音。

RST——使设备恢复初始状态，使所有灯灭，报警喇叭静音。

2 报警窗问题

美国HATHAWAY公司生产的BETALARM 3型报警窗目前已经停产，而现场闸门报警窗已使用15年以上，近年来多次出现报警功能异常、按钮老化、灯泡批量损坏等现象，同时由于以前设计考虑不细致，报警窗未设计报警特异性记录功能，导致现场报警消除后不能回溯。

2.1 报警窗有窗口灯不亮或者不灭

现场多次出现报警灯全亮，无法复位或者是报警窗部分窗口按下“TEST”按键后无法点亮，使得报警窗功能异常。

2.2 存在按键老化现象

现场报警窗上“TEST”“ACK”“RESET”3个按键，经过长年使用，目前现场多台报警窗上按键大都回弹异常，需要人为手动助力回弹。因报警窗一体式设计，不易拆除，且没有按键的单独备件，无法对回弹异常按键进行有效处理。

2.3 报警信息无特异性、无时间记录

BETALARM 3型报警窗共计有14个通道。控制室只有一个CI报警，如果现场报警被消除后，无法确定当时出现的是哪个报警、报警持续了多长时间。

3 报警窗国产化

为了解决现场使用出现的各类问题，决定对该类型报警窗进行国产化改造。改造前需要了解原报警窗各项参数（见表1）及功能，并确认新报警窗安装快捷，检修、更换便利，不增加现场工作量。

表1 BETALARM 3报警窗参数表Table 1 Parameter table of BETALARM 3 alarm window

通过功能分析、设备选型、尺寸测量等，秦山重水堆核电厂仪控科和美核电气（济南）股份有限公司合作制作完成了一台国产化产品样机，如图2所示。

图2 国产化报警窗样机Fig.2 Prototype of domestic alarm window

经过现场临时测试及车间近两年的观察，发现国产化报警窗功能、尺寸满足现场使用要求，安装、维修便捷。同时，该国产化报警窗还增加了以下功能特点：

1）采取模块化设计，电子元器件应选用现今主流、高品质产品，具备更换便捷、维护成本低、后期升级便利等特点。

2）塑料、橡胶件等应为环保材料，老化年限不低于15年。

3）指示灯为LED，安装方式兼顾插拔式和螺口式。

4）显示系统运行状态和故障内容，并可记录报警的时间、通道、状态等信息，记录信息不低于1万条。

5）报警输入信号、报警序列可调整。

4 小结

美国HATHAWAY公司生产的BETALARM 3型报警窗已停产，现场原有设备使用年限长，多次出现故障，影响空气闸门的正常监测。通过国产化改造，解决了无备件可用局面。国产化改造后，新品报警窗的参数和功能完全覆盖原报警窗参数及功能，且安装、检修便利，有力地保障了空气闸门系统稳定运行。