《核电厂全范围模拟机故障数据库设置指南》征求意见稿

1T/CNEAXXXX—XXXX核电厂全范围模拟机故障数据库设置指南本文件规定了用于操纵人员培训及考试的压水堆核电厂控制室全范围模拟机（以下简称模拟机）的通用故障、特殊故障及严重事故场景的设置指南。本文件适用于压水堆核电厂模拟机，非压水堆型的核电厂以及其它核设施的模拟机也可参照使用。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1故障模拟故障模拟是为模拟机教练员提供故障插入功能，且能对各种插入的故障进行组合以生成更复杂的干扰和故障现象。3.2通用故障通用故障是指模拟参考机组通用的单个机械设备（如泵、风机）、电气设备（如变压器、开关）、仪控设备（如传感器）可能出现的故障。3.3特殊故障特殊故障是模拟参考机组特殊的机械设备、电气设备、仪控设备本身以及他们的子系统的故障等，这些故障、瞬态事故及进一步的演变影响到电厂安全、人身安全以及公共安全，并且在启动、停机、换料和退役过程中影响到电厂系统及全厂的正常操作。3.4严重事故工况多个通用或特殊故障叠加导致事故严重性超过设计基准事故并造成堆芯明显恶化的工况。3.5数字化仪控系统DCSDigitalControlSystem以计算机、通信和屏幕显示技术为基础，实现对生产过程的数据采集、控制和保护功能，并实现数据共享的多计算机监控系统。4模拟机故障数据库设置要求4.1总则2T/CNEAXXXX—XXXX模拟机故障库应包含核电厂过程和仪表系统中各类可能的故障，使操纵员能在模拟机上执行参考机组故障期间的交互，模拟机的响应与参考机组的响应相比较，满足NB/T-20015第五章的性能准则。模拟机故障应满足以下要求：——模拟机故障设置宜通过教练员站系统引入；——支持同时或按顺序插入多个故障；——提供多种触发方式，如事件触发和时间触发。——使用与参考机组相同的方法执行模拟机相关的操作；——支持操纵人员进行恢复或缓解故障后果的操作。单个模拟机故障内容至少应包含以下各部分：——标识代码（受影响部件编码）；——表明故障严重性的参数（如破口尺寸等）；——表明故障变化快慢的参数、延迟引入时间、消失时间等；——故障内容简单描述。——故障原因和对机组运行影响的分析描述(如需要)模拟机故障库的设置应考虑以下类型：——操作信号闭锁或停止；——指示器的闭锁状态或停止状态；——阀或管道泄漏故障的引入；——在预先定义的位置闭锁阀门的动作；——在电动机和泵或风机叶轮之间引入机械故障；——修改模拟机热交换器的流动阻力和热阻；——引入热交换器的内部泄漏；——修改调节器和放大器的调节常数；——闭锁或停止继电器保护；——引入电机短路、变压器短路以及电气母线的短路；——引入各种柴油机或汽轮机故障；——引入主控制室仪表、计算机显示或报警的故障；——引入限位开关和变送器相关的故障；——引入燃料破损的故障；——引入可能引起数字化仪控系统失效的不同类型的故障（涉及数字化仪控系统故障、卡件和处理器故障和通信故障、机柜失电等导致的模拟数字化仪控系统的失效都应在相应的模拟机数字化仪控系统软件中自动进行）。4.2通用故障设置通用故障设置可以按部件的类型进行标识，对于不同的部件应具有各种不同的典型故障模式,至少包括但不限于以下的故障类型：——阀门故障；——泵和风机故障；——热交换器故障；——滤网和过滤器；——调节器故障；——传感器/变送器/指示仪/记录仪故障；——断路器/接触器故障；3T/CNEAXXXX—XXXX——蓄电池//充电器故障；——整流器/逆变器故障；——DCS故障（基于DCS技术机组）；——硬盘台故障（超控）；——主控照明故障。4.3特殊故障设置模拟机模拟的特殊故障需覆盖主要电厂系统和电厂运行条件下的特殊故障，包括参考机组安全分析报告中的I、II、III、IV类电厂运行条件。——中子流探测器移动故障；——控制棒驱动装置故障；——控制棒虚假下插；——卡棒（单棒或棒组）；——棒失控（单棒或棒组）；——控制棒的失控弹出或下插；——氙振荡；——反应堆冷却剂泵密封失效；——反应堆冷却剂泵润滑故障；——反应堆冷却剂泵跳闸；——反应堆冷却剂泵卡转子；——滤网堵塞；——汽轮机振动；——给水加热器旁通；——甩负荷；——外网的电压和频率干扰；——外网短路；——高压力降超过过滤水处理系统；——外网失电；——柴油发电机组或汽轮机故障；——丧失给水/辅助给水系统；——不同运行条件下的ATWS；——安全壳（主回路／二回路）隔离失效；——安全壳隔离的误动或功能退化；——稳压器安全阀卡开或泄漏；——稳压器波动管线破裂；——稳压器通断加热器开关虚开；——安全壳内/外主蒸汽管线破裂——PTR管道破裂——乏池失水；——主蒸汽隔离阀关闭；——主蒸汽隔离阀闭锁；——主蒸汽隔离阀阀体/阀杆分离；——主蒸汽安全阀开关失效；4T/CNEAXXXX—XXXX——汽轮机旁路虚开/失效；——汽轮机高压流体泄漏。特殊故障也应包括各系统的泄漏故障，包括但不限于以下故障：——主回路泄漏（不同位置和大小，包括小、中、大LOCA）；——稳压器波动管线破裂；——安全壳内蒸汽管线破裂；——反应堆厂房内部蒸汽管线破裂；——高压调节阀前蒸汽管线泄漏；——旁路阀前蒸汽管线泄漏；——蒸汽发生器一次侧、二次侧泄漏；——稳压器喷淋管线泄漏；——仪表管线泄漏（不同位置）；——安全壳内给水泄漏；——反应堆厂房内给水泄漏；——高压预热器后给水泄漏；——高压预热管泄漏；——低压预热管泄漏；——安全壳内辅助给水泄漏；——安全壳外辅助给水泄漏；——冷凝水系统下泄管线泄漏；——收集罐释放阀泄漏或破裂；——主泵热屏冷却水泄漏；——反应堆疏排水系统泄漏；——中间回路泄漏；——蒸汽再加热系统管线破裂；——冷凝器真空破坏；——海水向冷凝器的泄漏；——安全壳内正常运行时冷凝系统的二次侧泄漏；——压缩空气泄漏；——压缩氮气系统泄漏；——汽轮机控制系统油泄漏；——汽轮机润滑油系统油泄漏；——发电机冷却水或气体泄漏；——发电机密封油泄漏。5严重事故场景设置严重事故模拟机场景设置需满足机组功率运行、停堆换料、乏燃料水池失效等运行工况下严重事故进程的模拟。推荐设置以下场景：——大破口（LBLOCA）+失去安注；——中破口（MBLOCA）+失去安注；——小破口（SBLOCA）+失去安注；——全厂失电（SBO）+轴封破口（SEALLOCA）；5T/CNEAXXXX—XXXX——全厂失电（SBO）+失去全部给水；——未能紧急停堆的预期瞬态（ATWS）；——蒸汽发生器传热管破裂SGTR+蒸汽管道破口MSLB+失去安注；——蒸汽发生器传热管破裂SGTR+失去安注；——乏燃料水池失去冷却；——冷管段大破口（LBLOCA）+失去设备冷却水+失去蒸汽发生器+安注失效+喷淋失效；——热段大破口（LBLOCA）+喷淋失效；——冷段大破口（LBLOCA）+安注失效+喷淋失效；——冷端大破口（LBLOCA）+安注再循环阶段喷淋失效；——热端中破口（MBLOCA）+失去设备冷却水+再循环高压安注失效；——蒸汽管道破口（MSLB）+喷淋失效；——界面破口（ISLOCA）+安注失效+喷淋失效。6T/CNEAXXXX—XXXX通用故障清单序号设备类型故障类型备注1阀门故障失去动力电源/气源失去控制电源误开误关拒开拒关卡在指定位置卡在当前位置限位开关故障阀门关闭状态时泄漏0~100%定值漂移安全阀反馈杆断裂气动调节阀限位开关故障阀门关闭时泄露逆止阀2泵和风机故障轴断裂轴卡涩定子短路接地过电流轴承摩擦振动3热交换器故障结垢换热效率降低,0~100%4滤网和过滤器压差增大流量降低（0~100%）效率降低过滤效率降低，但压差流量正常5调节器故障输出故障输出至某一特定值设定值故障6传感器/变送器/指示仪/记录仪故障故障到低限值故障到高限值漂移测量偏差噪声增加固定在当前值固定在指定值变化到某个指定值后冻结失去电源7断路器/接触器故误跳闸7T/CNEAXXXX—XXXX障误合闸自动跳闸失效合闸信号失效机械卡死信号电保险丝熔断操作电保险丝熔断失去控制电失去控制电跳闸蓄能弹簧失效位置反馈信号失效试验位置8蓄电池/充电器故障蓄电池短路蓄电池完全放电蓄电池充电器充电故障蓄电池充电器充电性能降级0~100%9整流器/逆变器故障短路DCS故障控制站CPU故障I/O卡件故障I/O通道故障应用服务器故障操作站网络故障操作员站计算机故障人机界面设备故障（黑屏）DCS通讯故障硬盘台故障（超控）误接触无法接触误报警手操器故障无法动作按钮故障指示灯故障报警无法触发指示仪、记录仪故障主控照明故障失电每路灯光独立设置特殊故障清单序号故障类型备注1棒束控制控制棒卡在当前棒位8T/CNEAXXXX—XXXX控制棒移动到设定棒位后，卡在设定棒位。控制棒掉棒控制棒弹棒控制棒脱扣在紧急停堆时，最大反应性的停堆控制棒束在较高位置卡涩棒位整定值漂移失去控制电失去动力电2反应堆保护中子通量测量信号丢失中子通量测量信号漂移反应堆手动停堆故障反应堆自动停堆故障误停堆信号产生汽轮机没有跳闸的情况下反应堆停堆跳机不跳堆3稳压器用于控制测量通道信号漂移用于控制测量通道信号丢失安全阀泄漏安全阀卡涩喷淋阀泄漏喷淋阀卡涩加热器丧失稳压器液相泄露稳压器卸压管线堵塞4一回路系统蒸汽发生器破裂，导致一回路水被稀释温度传感器失电流量传感器失电压力容器顶部破口压力容器底部破口主管段大破口（DBA）9T/CNEAXXXX—XXXX主管段中破口主管段小破口稳压器波动管剪切断裂破口一回路系统液相微小破口一回路系统汽相微小破口5主泵主泵跳闸主泵转子卡死主泵振动主泵偏移主泵轴封注入水温度上升适用于有轴封主泵主泵轴封压差低适用于有轴封主泵主泵轴封泄漏率大适用于有轴封主泵主泵轴封水注入旁路意外开启适用于有轴封主泵轴封水管线破裂适用于有轴封主泵再生式热交换器冷热侧之间泄漏故障主泵轴封水管线的过滤器压差P高6一回路辅助系统安注泵故障安注意外启动隔离阀失效导致安注无法启动7冷源系统冷却水失效热交换器失效重要设备冷却系统丧失8蒸汽发生器仪表选择器故障壳内、外蒸汽管道破口壳内、外给水管道破口蒸汽发生器满负荷流量调节阀关闭时发生泄漏蒸汽发生器上多个安全阀意外开启辅助给水泵启动失效9汽轮机用于控制的压力测量传感器偏移汽轮机振动汽轮机进汽阀（调节阀或截止阀）意外关闭汽轮机高压调节阀颤动任意一台高压进汽阀拒关：最大量100%:阀门全开；最小量0%:阀门关闭。任意一台低压进汽阀拒关：最大量100%:阀门全开；最小量0%:阀门关闭。丧失主油泵丧失辅助交流电源油泵丧失辅助直流电源油泵丧失增压油泵T/CNEAXXXX—XXXX润滑油压力降低（母管泄漏）丧失一台液压调节油泵盘车故障叶片断裂汽缸隔层或法兰过热轴承振动过强汽缸过度膨胀不均匀膨胀和轴向偏离过度汽轮机旁路系统意外开启蒸汽向冷凝器的旁通阀门蒸汽向冷凝器的旁路阀门拒开意外关闭通向冷凝器的阀门意外关闭主蒸汽隔离阀主蒸汽隔离阀拒开或拒关励磁系统启励失败低励误强励丧失励磁配电系统厂用中压交流配电系统故障（母线失电）直流系统故障（直流母线失电）柴油机启动故障柴油机运行期间故障跳闸高压侧断路器断开，成功跳闸至带厂用电运行甩厂用电不成功发变组发电机差动发电机失磁发电机过电压发电机失步发电机过频发电机低频发电机过励磁发电机低励发电机逆功率发电机出口