红沿河核电RIC系统存储通道微动开关供电方案优化

红沿河核电RIC系统存储通道微动开关供电方案优化

摘要：RIC系统中子测量部分主要负责绘制堆芯中子通量图用以校验堆外测量系统，在完成中子通量图绘制后，RIC 5个中子探头要送到存储通道的铅室中去，以免探头或者电缆造成过多的辐照，存储通道由选择器选定这一路。中子探头是否

到位通过存储通道微动开关进行判断。每个中子探头对应一个正常通道和一个备

用通道，每个通道在铅室处有两个微动开关，任一开关动作反馈信号停中子探测

器动作，设置两个微动开关起到冗余作用，以防止探头查到铅室后由于一个微动

开关偶发故障导致探头位置反馈无法正常反馈，进而导致探头被继续推进至铅室

顶端使探头发生损坏。

根据外部经验反馈，并查阅RIC接线图时发现中子探测器在现有接线方式下，存储通道微动开关存在失效风险，在此故障下会导致探头顶到存储通道导管头部，触发探头卡涩报警，存在探头损坏，驱动电缆弯曲的风险。

原有存在如下主要缺陷：

厂家为防止储存通道的微动开关出现故障导致RIC中子探头被推进铅室而被

顶坏，所以设计了两个微动开关已企实现冗余功能，但现有的设计方案为存储通

道内的两个微动开关供电回路为串联在同一个48V供电回路中，这样的设计就导

致无法真正实现微动开关的冗余功能，因为该设计可能出现以下情况：当第一个

微动开关的供电开关发生故障导致回路无法联通正常工作的情况下，将直接导致

第二个冗余的微动开关同样失去供电进而无法正常工作，从而失去冗余功能，进

而使探头位置无法正常反馈，可能导致探头损坏。

一、项目背景

堆芯测量系统测量堆芯温度、堆芯水位和堆芯中子通量测量，对核电站的安

全运行有着重要作用。RIC堆芯测量系统的功能是提供堆芯中子通量分布图、反

应堆燃料组件冷却水出口水温和反应堆压力容器水位的测量数据。RIC系统中子

通量测量部分（如图2所示）共有5个中子探头，主要负责绘制堆芯中子通量图

用以校验堆外测量系统，在完成中子通量图绘制后，RIC 5个中子探头要送到存储通道的铅室中去，以免探头或者电缆造成过多的辐照，存储通道由选择器选定这

一路。中子探头是否到位通过存储通道微动开关进行判断。每个中子探头对应一

个正常通道和一个备用通道，每个通道在铅室处有两个微动开关，任一开关动作

反馈信号停中子探测器动作，设置两个微动开关起到冗余作用。

图1 RIC中子通量测量部分示图

图2 RIC系统图

根据外部经验反馈，及结合大量查阅RIC接线图时发现中子探测器在现有接

线方式下，存储通道微动开关存在失效风险，在此故障下会导致探头顶到存储通

道导管头部，触发探头卡涩报警，存在探头损坏，驱动电缆弯曲的风险。

二、缺陷原因分析

红沿河现有的设计方案为：微动开关并联实现中子探测器位置反馈冗余设置，微动开关反馈信号回路供电是48V对两个微动开关串联供电，没有单独对微动开

关进行供电。

图3 微动开关接线图

系统运行中存在以下情况：

（1）当探头到达126SX，微动开关正常动作：微动开关126SX的常闭触点1-

2断开，常开触点1-3闭合，系统接收到48V信号，探头正常停止。

（2）当探头到达126SX，由于微动开关支架损坏或动作定值漂移，触点微动

开关实际未动作，探头继续向127SX处前进：探头到达127SX处，开关动作后，

系统接受到反馈信号，探头停止。

但当前设计存在如下安全隐患：

当探头到达126SX，微动开关正常动作，但1-3触点因触点氧化或接线松动未正常闭合时，探头继续向127SX处前进：

当126SX微动开关正常动作，但1-3（常开触点）存在故障未闭合，系统判断探头未到位，探头继续前进

当探头前进至127SX时，127SX的1-2（常闭触点）断开，1-3（常开触点）

闭合，但由于126SX动作，1-2常闭触点已断开，48V电无法送至127SX，从而系

统不会接收到探头到位反馈信号（如上图所示，红色为导通回路，蓝叉为断点）。

系统未收到到位反馈，探头继续前进，直至探头顶到导管头部堵头处，系统

触发探头卡涩报警，自动停止探头动作。

图4 微动开关故障情况

所以RIC中子探测器储存通道微动开关通过一个48V串联供电不能实现微动

开关完全的冗余功能，存在使微动开关冗余失效触发卡涩报警及损坏中子探测器

风险，48V查询电压需要独立供电。

三、优化方案及优化前后对比

3.1 优化方案

根据现有缺陷修改微动开关供电接线，将微动开关48V供电由原来的串联改

为并联。将 127SX的公共端1接在126SX的公共端1上，备用通道也需要同步修改，修改后的接线图如图所示。

图5 修改后接线方式

通过并联的接线方式可以有效的避免出现第一个微动开关由于48V供电接线

松动或触点因氧化无法接通的情况下导致冗余设计的第二个微动开关同样失去作

用的安全隐患，从而真正实现了设计中的安全冗余功能，有效的防止了设备的意

外损坏。

将存储通道微动开关48V供电改为并联方式完善了功能设计，且并未改变原

微动开关的48V电源、微动开关控制逻辑，可以有效降低微动开关无法停运探测

器的风险。

3.2 优化前后对比

在改造前，由于厂家设计人员对风险分析考虑不足，导致RIC微动开关48V

供电回路的设计存在主备开关供电同时出现失效的安全隐患，当主开关供电接线

异常时，将直接导致备用微动开关也失去供电，从而无法起到冗余备用的功能，

此时当RIC中子探头送回储存通道时，由于两个微动开关均失去供电，系统无法

得到探头真实位置的反馈，将持续推动探头前进，进而使探头损坏。RIC中子探

头具有极高的放射性，在日常运行期间无法对探测器进行更换，且更换风险极高，根据运行技术规范要求如无法在30个等效满功率天完成一次全通量图的绘制，

将记RIC1 I02，机组在24小时内降功率至50%FP以下，这将直接影响机组的安全可靠运行。