秦山二期1、2号机组棒控棒位系统的老化管理现状

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棒控棒位系统是压水堆核电站最核心的仪控系统之-， 其任务是在核电站启动、功率变换和停堆过程中，监视每-束控制棒在堆芯的位置。在确保反应堆安全的前提下通过控制棒的移动 ，控制堆芯反应性，以满足反应堆长期运行的需要；通过最佳的提插棒程序，使反应堆在运行过程中保持平坦的功率分布；负荷变化时，调节反应堆功率跟随负荷变化；事故时，实现迅速停堆并保证适当的停堆裕度 。

1 设备组成系统原理如图1所示，示意图中包括了压力容器、蒸发器、汽机、棒电源和棒控棒位系统∝制棒控制系统 (下文简称棒控系统 )通过控制棒在堆芯的移动改变堆芯反应性的大小，从而完成反应堆的功率控制。棒位测量系统(下文简称棒位系统 )用来获得棒束的实际位置、监视棒控系统的运行状况、完成控制棒束的精确定位 。

图1 棒控棒位系统示意图70 ElC Vo1.2O 201 3 No.4SIP - GRE秦山二期棒控系统主要包括1个控制逻辑柜、9个电源柜、中继电路、控制棒驱动机构和安装在主控室的操作开关、指示灯等。棒控系统的简单示意图如图2所示 。

图2 简要的棒控方块图2 过去五年系统的老化管理介绍2.1 概述随着系统运行年限的增加，设备中部分元器件如电容、电阻、继电器、可调电位器、电源和金属弹片的插头插座等等，出现了不同程度的性能下降甚至失效的老化迹象。我们对几类老化现象突出的元器件进行了成批的更换，更换后系统故障率有了较大幅度的降低。下面重点介绍几个系统中比较突出的元器件老化问题。

2.2 电容2.2.1 棒控机箱闪发缺相故障该种故障曾多次出现在2号机组，现象较明显。具体为主控室出现棒控紧急故障报警，仪控人员到达现丑检查电源柜指示的故障机箱各项参数都正常，输出的电流也很稳定。从CRDM在线监测设备中查看记录 ，可以发现故障讨-。 冒 置 麦旦机箱的电流曾经出现-段时间的缺相故障，从而触发了紧急故障报警，持续-段时间后故障自行消失4。经过分析，发现是机箱中可控硅阻容保护电路中的电容异常造成的。

阻容保护电路中的电容性能下降，造成对应的那相触发电路输出的电流短时间内异常，棒控机箱故障检测卡件判断为缺相故障，从而触发了棒控电源柜紧急故障报警 。

我们分析此电容性能下降的原因为电容老化，根据电容生产厂家的数据，该电容使用寿命可以保证5年，在使用得当的情况下可以延长至8-1O年。自电容等元器件采购时间计算，在2006年l、2号机组的所有此类电容使用已经达到8年左右。因此我们于20062008年分三批对1、2号机组的所有此类电容进行了老化处理，用同型号的新电容进行更换。在更换后，同类故障的发生率有了显著降低。

2.2.2 主控室棒位显示异常106大修前，我们在进行1RGL棒控棒位定期试验时发现主控室T16和T17盘上多块棒位显示组件存在以下问题：该亮的棒位指示灯亮度较暗，同时同块组件上其他指示灯在不该亮的情况下，却有少数灯微微发光 (正常的组件应该是该亮的指示灯正常发光，而同-组件上其他的指示灯不应发光)，影响棒位指示。在106大修时，我们处理了两块故障现象较为明显的MCP30组件，其中-块甚至出现棒位指示混乱现象，即该亮的指示灯不亮而其他-个甚至多个指示灯同时亮。

在实验室经过检查分析，排除了组件上总线驱动器、4-16线译码器等信号处理元器件的故障可能后，将故障点锁定在组件上15V-5V供电单元上，经过将元器件拆卸下进行单个检查，发现两块组件该供电单元中六个10uF/35V电解电容的容值存在不同程度的下降，其中-个仅为5uF。

由此推断，上述现象的原因为MCP30组件中10uF/35V电解电容的性能下降。针对上述电容性能下降问题 ，我们已经在107和205大修中对1、2-9机组的同类电容进行了老化更换。更换至今 ，同类棒位指示异常问题没有再出现过。

2-3 继电器2.3.1 LHP带载试验中部分棒控电源报警灯无法复位仪控人员在每月配合运行人员进行PT LHP 001柴油发电机组低负荷运行性能试验时，发现RGL棒控系统电源柜部分电源卡件出现故障报警时无法复位。正常情况下，柴油发电机组试验时电源切换过程LMA电源失电片刻 ，所有棒控电源柜LMA电源控制的电源卡件上的红色故障指示灯亮，同时触发主控室RGL002AA棒控系统控制电源故障，仪控人员在复位后恢复正常。

分析后判断故障原因为电源组件中用于记录和复位报警的继电器K1失效。在更换新的继电器K1后故障消除。

针对此类故障1号机组发生较多的情况，我们申请了3个更换老化继电器的预防性维修项目，周期为1O年，并且已经分批在106、107、108更换了此电源卡件的继电器，更换后1号机组此类故障没有再发生过。

欢迎订阅欢迎撰稿 欢迎发布产品广告信息日经验窒遴日另外我们已经提出了将棒控-路控制电源由LMA母线供电改为由不间断电源LNE母线供电，从而减少上述继电器的动作次数，从而提高继电器使用寿命，增加可靠性。

2.3.2落棒试验时原边线圈感应电流波形异常最近几年的落棒试验中，发现部分控制棒对应的落棒波形有异常，但从落棒波形算得的落棒时间正常。当我们用新的备件更换了用于测量原边线圈感应 电流的MCPIO主电流控制器组件后，故障消除，波形恢复正常。我们对更换下来的故障MCP1O组件进行检查，发现故障原因为用于落棒试验的继电器K性能下降，触点接触电阻变大，有的甚至由正常的小于10欧变为100千欧以上。我们已提出对该型号继电器的采购 ，必要时对同类型继电器进行老化更换。

2.4 可调电位器2.4.1 移相组件三角波定值漂移该种故障两台机组都曾多次出现，故障现象也较明显。具体为主控室出现棒控紧急故障报警，仪控人员到达现丑检查电源柜指示的故障机箱，检测组件上的缺相故障灯长亮。检查机箱各项参数会发现其中的-块移相组件三角波定值漂移，正常应为3.5V且稳定，而故障组件都在4vfEJ6V之间，有的甚至抖动。从而触发了缺相故障。判断故障原因为移相组件中的产生三角波电路中的可调电位器RP2失效。更换新的RP2后故障消除。

3 结束语棒控棒位系统经过老化电容和电源组件老化继电器的更换后，可靠性得到了很大程度的提高，系统运行较稳定，没有出现同-类故障多次发生的现象。但是随着机组运行年限的增加，系统元器件老化现象变得越来越严重，同时也暴露出选多新 的问题 ，如-些老化元器件的生产厂家已停产，而-些元器件通过使用发现质量较差故障率较高，这就需要我们进行相关的调研更换产品的厂