Study on Operation Reliability of Reactor Trip Circuit Breaker in Nuclear Power Plants
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摘要: 停堆断路器（RTCB）是核电厂反应堆保护系统（RPS）中非常重要的执行机构，其可靠性直接关系到反应堆能否实现和维持稳定的安全状态。本文充分调研国内运行核电厂RTCB的运行现状，对RTCB运行可靠性进行深入地分析和研究，总结其故障模式和故障原因，对其运行可靠性变化进行趋势分析和影响分析，提出目前在管理和安全意识两方面存在的问题，并从设备制造、运维等方面针对性给出后续工作建议。本文研究对国内运行核电厂RTCB相关工作具有借鉴意义。
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关键词:
- 停堆断路器（RTCB） /
- 故障 /
- 运行可靠性
Abstract: The reactor trip circuit breaker (RTCB) is a very important actuator in the reactor protection system (RPS) of nuclear power plant, and its reliability is directly related to whether the reactor can achieve and maintain a stable safety state. In this paper, the operation status of RTCB in domestic nuclear power plants is fully investigated, the operation reliability of RTCB is deeply analyzed and studied, the failure modes and causes are summarized, and the trend and influence of its operation reliability change are analyzed. The existing problems in management and safety awareness are put forward, and suggestions for follow-up work are given from the aspects of equipment manufacturing, operation and maintenance. This study has referential significance for the related work of RTCB in domestic operating nuclear power plants.-
Key words:
- Reactor trip circuit breaker (RTCB) /
- Failure /
- Operational reliability
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图 1 RTCB工作原理
1—松开（断开）；2—两段连接杆；3—弹簧复位电机；4—合闸弹簧；5—挡片锁定（合闸）；M—电动机；G—发电机
Figure 1. Operating Principle of RTCB
表 1 保护通道
Table 1. Protection Channels
RTCB AX、AX’ AY、AY’ BX、BX’ BY、BY’ 保护通道 RPC Ⅰ RPC Ⅱ RPC Ⅲ RPC Ⅳ 系列 A B A B 
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表 2 RTCB的故障模式
Table 2. Failure Modes of RTCB
故障模式 故障原因 拒开 ① 分闸信号未正常触发；②分闸继电器未得电或故障；③分闸线圈故障；④舱室内传动机构故障 误开 ①线路中发生过载故障；②线路中发生短路故障；③人员误操作 拒合 ①故障跳闸后未进行复位；②合闸继电器未得电或故障；③储能电机未正常储能；④合闸线圈故障；⑤舱室内传动机构故障 误合 人员误操作
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表 3 某CPR1000机组概率安全分析 (堆·a)–1
Table 3. Probabilistic Safety Analysis of a CPR1000 Unit
风险指标 基准风险 RPA100JA拒开配置风险 风险增量 CDF 4.23×10−6 4.83×10−6 6.00×10−7 LERF 8.07×10−7 1.37×10−6 5.63×10−7
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表 4 部分国内运行核电机组数据对比
Table 4. Comparison of Data on Some Domestic Operating Nuclear Power Units
年度 2018 2019 2020 2021 2022 机组台数 45 47 49 53 55 故障次数 9 11 14 18 23 每台机组故障率 0.200 0.234 0.286 0.340 0.418
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