摘 要：針對國外某核電站應急柴油發電機在一次月度試驗中的緊急故障，分析其原因，并介紹其處理過程。
引言
應急柴油發電機是在核電站的主電源和輔助電源都失去的情況下，通過快速啟動來向安全相關的系統和設備供電，以確保反應堆余熱導出，防止堆芯熔毀的安保電源，是核電站的最后一道安全屏障。我國援建的某涉外核電站２臺機組共有４臺應急柴油發電機，核電站運行規范中對這幾臺應急柴油機組平時的狀態及定期試驗等內容都進行了明確規定。本文將針對該核電站應急柴油發電機一次月度試驗中的緊急故障原因進行分析，并介紹處理過程。
１緊急故障概述
某日，外方應急柴油機組操縱員依照規程進行月度試驗，在完成１ｈ并網滿載試驗后的降功率停機階段，機組報警窗突然出現“調速器故障報警”，機組停機后無法再次起機。外方運行人員立即檢查控制柜，發現１個１１２％超速保護模塊的保險燒毀，且速度閾值箱（ＡＦＳＥＭ）也存在故障。在使用備件更換這兩個部件后再次起機，機組速度控制柜顯示轉速為１２００ｒ／ｍｉｎ且機組未投勵，因機組額定轉速為１０００ｒ／ｍｉｎ，故機組已嚴重超速，于是緊急停機。停機后，校對速度信號變送器，發現輸入、輸出信號存在很大偏差。根據核電站運行規范要求，在電站運行期間，如果一組應急柴油發電機組發生故障后７２ｈ內不能恢復自動熱備用，那么電站必須停堆進行檢修。這將影響到機組全年的可利用因子，造成巨大的經濟損失。由于無法準確定位并排除故障，因此第二次起機時仍存在超速和勵磁問題，外方向中方緊急求助，此時離停堆時間僅剩３０ｈ。
２故障原因分析及處理過程
２．１原因初步分析和故障點定位
根據機組控制圖，該涉外核電站中應急柴油發電機組速度控制模塊的主要定值情況見表１
機組的轉速信號由轉速傳感器引入速度閾值箱，再由速度閾值箱送出，經速度信號變送器之后，分別輸出２路４～２０ｍＡ信號送至主控和就地顯示屏。根據外方所描述的故障現象和對故障采取的措施說明，中方搶修人員結合系統控制圖進行分析后，初步判斷速度閾值箱定值存在問題導致無法正常投勵，以及速度信號變送器存在故障導致顯示的轉速達到了１２００ｒ／ｍｉｎ（機組實際并未超速）。初步定位故障點后，中方搶修人員提出以下解決方案：校對速度信號變送器，確認變送器是否存在故障；起動機組，查看是否能正常投勵，在解決了勵磁投入問題后，再對８００ｒ／ｍｉｎ投勵磁、９８０ｒ／ｍｉｎ頻率達標和１０００ｒ／ｍｉｎ額定轉速三個關鍵信號進行校對。在外方同意解決方案之后，中方搶修人員開始著手實施。
２．２速度變送器校驗
首先進行速度信號變送器檢查。中方搶修人員使用檢驗合格的信號發生器向速度信號變送器施加信號，同時測量輸出信號并記錄速度控制柜顯示的機組轉速。經過校驗發現，速度信號變送器輸出準確無誤。結合圖紙分析，中方搶修人員發現，圖紙中說明變送器輸出２０ｍＡ信號對應的機組轉速為１５００ｒ／ｍｉｎ，而外方未仔細讀圖，誤認為用于速度閾值箱故障判斷的１２６０ｒ／ｍｉｎ定值應對應變送器的２０ｍＡ輸出，這就導致了外方首次校驗時認為變送器存在故障的錯誤判斷。
２．３起動機組解決勵磁和轉速問題
排除速度變送器故障后，開始安排起機。在中方人員的指揮下，外方操縱員首先執行５００ｒ／ｍｉｎ怠速起機，起機后操作機組升速至７９０ｒ／ｍｉｎ左右停止，然后再次緩慢升速至８００ｒ／ｍｉｎ，此時速度閾值箱未輸出投勵信號，機組未正常建壓。中方人員判斷速度閾值箱輸出的８００ｒ／ｍｉｎ轉速存在偏差，隨即對該轉速定值進行整定。在定值調整后，將機組轉速再次升至８００ｒ／ｍｉｎ時勵磁成功投入，接著將機組停機。
在勵磁投入問題解決后，可在機組建壓后通過屏幕顯示的電壓頻率來判斷實際轉速大小。根據機組檢修和運行經驗，中方人員要求外方操縱員執行快速起機并嚴密監控機組狀態，若有突發情況則隨時進行手動緊急停機。在機組快速起動后，根據輸出電壓頻率及轉速顯示判斷，機組實際轉速正常，因此問題最終定位在了未對新更換的速度閾值箱進行定值校對。在機組輸出電壓頻率為４９Ｈｚ和５０Ｈｚ時分別對９８０ｒ／ｍｉｎ和１０００ｒ／ｍｉｎ兩個定值進行整定后，機組轉速顯示恢復正常，操縱員執行停機后再次起機驗證，機組勵磁和速度控制系統運轉正常。中方的整個故障分析和處理過程只用了６ｈ，成功地在停堆檢修的截止時間之前消除了缺陷。
３外方在處理故障過程中存在的問題
在本次緊急故障處理過程中，外方在分析和處理問題時主要存在以下不足。
（１）對系統不熟悉，分析和解決問題沒有條理。在發現超速保護模塊的保險燒毀后，應先更換保險或新的超速保護模塊，然后再起機驗證備件是否有效并確認速度閾值箱是否也存在故障，在明確速度閾值箱也存在故障的前提下才應更換該部件，而外方卻將故障依據不充分的部件進行更換，又引入了新的故障點。
（２）對控制系統不夠熟悉且讀圖不仔細。圖紙上備注說明速度信號變送器的２０ｍＡ輸出對應１５００ｒ／ｍｉｎ，而外方不仔細讀圖，想當然地認為２０ｍＡ輸出對應１２６０ｒ／ｍｉｎ，根據錯誤的輸出定值校對，造成對變送器存在故障的誤判，拖延了解決問題的時間。
（３）作業程序不規范。在核電站中，對于新安裝或新更換的帶有定值的設備，在使用前必須先進行定值檢驗，而外方在更換備件后未進行定值檢驗便直接使用，導致了速度信號的偏差。
４結語
應急柴油機組是核電站中的最后一道安全屏障，在安裝、調試、運行期間都要對該系統有足夠的了解和重視。在核電站運行期間，工作人員更要對該系統有足夠的了解。這樣才能在最短的時間內解決應急柴油機組出現的問題，從而避免不必要的損失。
