核电厂主泵转速测量设备优化改造

核电厂主泵转速测量设备优化改造
发布时间：2022-04-24T06:05:05.118Z 来源：《科学与技术》2022年第1期作者：陈显云张世文
[导读] 随着我国科技的不断发展，我国在发展核电技术方面也取得了巨大的成就
陈显云张世文
海南核电有限公司 572733
摘要：随着我国科技的不断发展，我国在发展核电技术方面也取得了巨大的成就。

目前而言，核电厂在我国成功运行了二十多年，在这二十多年里，核电厂也出现了很多的问题，其中主要集中在核电厂主泵转速上，由于核电厂主泵转速主要是由前置器自身问题引发的主泵转速故障，通过对问题根源的分析我们发现，主要的原因就是因为元器件质量问题以及电路设计不合理导致的，为了从根源上解决问题，需要相关的工作人员加强对核电厂主泵转速的测量，以此来加强对主泵转速的检测和管理，以此来保证核电厂的正常运行，保证核电厂运行的安全性和可靠性。

关键词：核电厂；主泵转速；前置器；可靠性
引言：
在核电厂的运行过程中，主泵转速信号是保证核反应堆正常运行的重要保障。

主泵转速时有前置器进行驱动的，所以，前置器是主泵转速检测系统中重要的组成部分，前置器是安装在主泵点击的围板上，工作环境比较恶劣，同时还需要负责信号接收和传送，并且需要对信号进行有效的处理，以出来及时地监测反应堆的运行状态，保证反应堆的正常运行。

一般而言，当主泵转速将至额定功率的89%时，满足逻辑关系，就会出发相应的保护信号。

1问题描述
我国的核电厂在二十多年的运行过程中，也曾出现过很多次由于前置器自身出现问题导致主泵转速不符合要求。

我们通过分析整体，主要的故障信号主要有一下集中。

第一，2007年初，核电厂的主泵出现转速过低的情况，而且，这种情况连续出现两次，前置器也出现了电流过低的情况，但是，短时间后又恢复了正常工作的状态。

第二，2013年初，核电厂在完成设备器件更换之后，投入使用一天后出现了输出电流过低的情况，设置一度降至为零，伴随出现的现象有外壳过热，问题过高等情况。

通过维护保养人员认真分析之后发现，上述问题均匀核电厂主泵转速过低导致的，在维护保养人员相续排除了信号处理器和故障定位器故障之外，将主要的目标集中在前置器上，经过反复的论证和实验，也充分的正式了正式因为前置器自身的缺陷导致核电厂主泵转速出现故障。

2工作原理
对于核电厂主泵测速的原理来讲，主要是依靠安装30齿测速齿轮作为测速的主要依据，当齿轮转动过程中，磁电脉冲传感器就会受到齿轮转动的信号，传感器也会受到相应的脉冲信号，然后，通过对标准单位脉冲的数量进行测量，以来得出相应的结果。

比如，每秒的计数为N，测速齿轮的齿数则可以为K，那么，测速的公式就可以为Ｆ＝６0.N／K（ｒ／ｍｉｎ）。

3故障分析
通过相关的技术人员对前置器工作原理的分析，同时对于前置器的故障进行解读，然后对于上文中所提出前置器所出现的故障进行了科学的分析，结论如果。

3.1故障1
现象，电流短暂下降，短时间内自动恢复到正常的工作状态。

分析：F/V电路LM331或者是V/I电路L M258输出电路电压短暂下降。

结论：LM331或者L M258在正常的工作状态下受到了外界信号的强烈干扰，或者是因为自身的质量缺陷导致自身性能导致的运行不稳定。

3.2故障2：
现象：在更换相关的工作器件之后，短时间运行之后，电流逐渐下降，设置一段将至为零，并且外壳带有发热现象。

分析：通过分析我们发现，在18V供电线路道中电容的性能先将，导致输出的电压减小，才导致了电力逐渐变小。

另外，当电容击穿时，就会造成短路的情况，输出的电压就可能出现变为零的情况，并且会出现外壳发热的情况。

结论：就是因为电容的问题导致的性能下降，进而造成短路的情况。

4存在的不足
通过对上述故障进行分析技术人员发现，结合核电站的最新标准我们能够发现，器件中存在这很多不足的情况，主要体现在以下两个方面。

4.1器件选型不合理
就是因为工作器件在选择的过程中存在不合理的情况，进而影响了电路的精确度和稳定性，设置还导致了关键参数发生了巨大的变化。

除此之外，F/V与V/I电路芯片的电子也比较低，电路中的一些关键性电容使用了易容短路的链接方式。

4.2电路设计不合理
首先，在电路的设计过程中，大量地使用了分立元件，这样一来，在使用的过程中，任何一个元件出现问题，都会到导致前置器的性能出现下降的情况。

其次，F/V电路自身的性能也受到了严重的影响，其中主要是因为温度变化较大的因素，除此之外，还有V/I线路中没有设置补偿器导致的。

4.3电路结构不合理
在对前置器的电气线路进行保护的过程中，没有设置相应的保护盒，同时也没有IP防护等级，进而因为电路结构不合理的情况导致了前置器出现了故障。

5前置器可靠性能改进措施
我们通过对前置器电路原理以及故障原因及进行分析，并且结合目前核电站运行的新标准，采取行之有效的措施对于核电厂的前置器进行优化和改良，不仅如此，还需要对前置器设计的线路以及布置等方面进行全面的改进。

改进完毕之后，还需要进行科学的论证实验，以出来保证改进后的前置器能够满足产品运行的需要，消除产品中的不足。

需要注意的是，在对前置器故障进行分析的过程中，我们可以采用事故树分析方法进行分析，以出来得出正确的结论。

不仅如此，针对目前核电厂设备存储不足的情况，相关的技术人员还有针对性地
研发了IE级的新产品，以此来进行有针对性的升级和改进。

5.1器件选型
在传统的器件选择过程中，主要是选择商业级器件，并且在一些关键性的部位没有采取相应的保护措施，同时也没有对一些重要的指标进行虫儿飞呢的考虑。

基于此，在改进设计的方案当中，在选择核电厂器件的过程中，要有针对性地选择军工级别器件，这样一来，能够对器件的输出精读有良好的控制，并且，军工器件对于一些关键性的部位处理也十分到位，比如，在温漂指标得到了一定程度上的上浮，同时也有效地避免了由于器件自身性能不稳定而造成的前置器故障情况。

5.2电路设计
5.2.1F/V电路改进
改良后的F/V电路需要进行精确的计算和分析，并且选择科学合理的电阻、电容参数，要保证输入充足的信号，并且能够完成信号的分析和传送。

5.2.2放大电路改进
升级改进后的电路，不再需要对电压信号进行转变，信号能够根据电压跟随电路得到有效的缓解，并且能够高效地输送到V/I电路当中，这种改进的措施有效地提高了信号的处理能力，同时也有效地减少了对精度的要求。

改进后的电路适宜电压为核心，并且具有输入组抗高，输出租抗低的特点，能够在前后级之间自主地选择平衡的位置。

除此之外，这种模块还具能够有效地提高前级电路的驱动能力。

5.3结构设计
设计改进后的前置器，对前置器的内部器件结构进行了大幅度的优化和设计，将一些重量比较大的器件重新暗转在前置器需要固定的位置上，这种布局方式，有效地提高了前置器的抗震能力。

不仅如此，对于前置器升级改良之后，还提高了对前置器防护等级，防护等级升的IP55，这样以来，前置器就具有了良好的防水性能和防尘性能，有效地提高了前置器的防护功能，保证了前置器的正常运行。

5.4关键性技术参数改进
在对前置器的选型、电气的线路以及前置器的布置进行有效的升级和改造，同时也有效的提高了前置器的性能，满足了目前核电站运行的正常要求。

除此之外，对于前置器的开发过程中，对于一些影响前置器的管进行参数进行有效地升级和改进，大大地提高了前置器的工作能力，同时也保证了核电厂主泵轴的正常运行。

5.5抗震性能
前置器对于核电厂运行过程中重要的核心构建，其安全性能直接影响核电厂的正常运行，所以，需要对前置器的性能进行充分的保障。

基于此，组我诶前置器需要具有良好的抗震性能，对原有的抗震性能进行全面的升级，进而保证前置器具有良好的抗震性能。

结束语：
总之，新产品具有输出稳定性高，精确度高，抗干扰能力强的特带你，在核电厂的实际运行过程中具有良好的表现，有效地保证核电厂的安全性和可靠性。

参考文献：
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[3] 冯利法,李青华,谢晨江.核电厂屏蔽主泵转速与转差率在线测量系统研究[J].中国设备工程,2020,(22):146-148.。