关于反应堆保护系统响应时间两种测试方法的优缺点分析

关于反应堆保护系统响应时间两种测试方法的优缺点分析

发表时间：2019-05-27T10:40:56.677Z 来源：《电力设备》2018年第35期作者：张帅王连名

[导读]

（中国核电工程有限公司华东分公司浙江嘉兴 314300）

引言：

反应堆保护系统（RPS - Reactor Protection System）是核电站重要的安全系统，主要执行1E安全级监测和保护功能，其上端连接保护仪表组（核仪表和热工仪表），接收仪表监测的物理参数，进行逻辑处理，符合逻辑组合的要求时给出保护动作触发信号，驱动下游的停堆断路器或专设安全驱动器动作，完成保护功能。

反应堆保护系统响应时间测量要验证保护通道的响应时间是否满足反应堆保护系统安全准则的要求。

概述

根据福清5、6号机组《反应堆保护系统安全准则》中对反应堆保护系统T2时间的定义：保护通道的T2时间，指从传感器的输出端到停堆断路器的输入端（失压线圈失电）的时间；专设安全通道的T2时间，指的是从传感器的输出端到优先级逻辑模块（福清1-4号机组为PLM 模块，福清5、6号机组为AV42模块）输出端的时间。安全准则中关于T2的描述即安全级DCS整体的响应时间，包括PIP、RPS、PAC的响应时间等。

第一种测试方法是按照对PIP、RPS、PAC机柜分别分段测试，然后将测得三段的响应时间计算分析得出结果，根据结果来判断是否符合技术规格书及设计文件要求。即通过分别测量PIP机柜、RPS机柜、PAC机柜各自的响应时间，然后再将各自的响应时间数据相加，得到从传感器输出端到优先级逻辑模块输出端的响应时间，具体的试验方法如下：

1.PIP部分：

如上图所示，通过信号发生器产生的4-20mA电流信号来模拟传感器或者是变送器输入信号，信号发生器线缆正端接至相应的电缆正端，负端接至PIP机柜相应负端，分别将PIP模块输入端和SNV1的输出端接至快速响应记录仪，从而获取两者的响应时间。

2.RPS部分：

如上图所示，为RPS部分响应时间测试原理图，通过模拟装置模拟信号至PAC-EHL机柜侧或RPS机柜侧，信号输入端和RPS机柜输出端信号分别接至快速响应记录仪，两者的时间差即为对应的响应时间。

3.PAC部分：

如上图所示，AV42模块的SFOFF2或SFON2端临时接至+24VDC电源，测试箱的一端连接至代表安全保护命令的SFOFF1或者SFON1端以及快速响应记录仪的通道1，记录仪的通道2连接至AV42的端子输出侧，从而获取PAC部分的响应时间。

第二种测试方法采用按照反应堆保护系统逻辑功能来进行响应时间的测量，而非按照机柜模块的分段测试。以蒸汽管道压力低低触发蒸汽管道隔离部分为例：

试验方法：

1.首先确认试验条件：无Tavg低低、停堆、安注信号存在；无蒸汽管道隔离信号存在；

2.然后将信号输入端（TSM 007MP、TSM 011MP、TSM 015MP）接至快速响应记录仪，然后再将逻辑保护动作输出端（执行机构TSM001VV、TSM140VV_CO1、TSM140VV_CO2所对应的输出端子）接至快速响应记录仪，分别通过模拟输入信号（TSM007MP、TSM011MP、TSM015MP）来触发相应的保护逻辑，并触发执行机构的动作，从而获取该逻辑功能的响应时间。

在该部分试验过程中，测量的专设保护动作响应时间包括从传感器信号输入侧到发出逻辑保护动作完整的T2响应时间，而且按照保护逻辑功能的调试试验方法，从模拟信号输入端到机柜输出侧，涵盖了PIP、RPS、PAC机柜及其机柜内的各种模块。

对比分析

两种试验方法对比后总结如下：

1.PIP/RPS/PAC 分段测试然后计算分析来判断是否满足设计要求，此方法不能可靠地证明T2时间符合设计要求，不能排除存在较小概率的可能性会产生后期现场调试试验数据超出设计要求的范围造成试验数据不合格的风险。

2.PIP/RPS/PAC分段测试需要较多的接线和拆线工作，而且由于需要信号发生器注入信号，由于接线错误而造成电子元器件损坏的几率更高，而且需要的调试工期更长。而按照逻辑功能测试方法严格按照反应堆保护系统安全准则的要求对响应时间进行测量，对于单个功能逻辑，测试电缆端接完成后，除测试通道切换外，不需要额外的拆线和接线工作，试验过程风险更加可控。

3.PIP/RPS/PAC分段测试后需要针对各个逻辑保护功能进行较多计算工作，而按照逻辑功能测试方法通过试验则直接可以获得T2试验结果。

总结

经以上分析，按照逻辑功能测试方法较PIP/RPS/PAC 分段测试方法而言，在试验内容有效性、完整性和风险控制方面均有存在优势，该方法也是福清5、6号机组反应堆保护系统响应时间测量的调试方法，该方法对于核电站调试的安全、进度和质量管理都有正面的意义。

参考文献：

[1]福清核电厂反应堆保护系统手册-I

[2]RPS SYSTEM REQUIREMENT SPECIFICATION-G

[3]反应堆保护系统保护通道响应时间测量试验导则-B