一种降低核电厂稳压器电加热器开关故障率的方法
阅读说明：本技术 一种降低核电厂稳压器电加热器开关故障率的方法 (Method for reducing switch failure rate of electric heater of voltage stabilizer in nuclear power plant ) 是由 李洪伟 徐霞军 郭莉侠 王雄辉 *** 张雅文 石岩 吴东方 王镜琪 翁铖忠 徐 于 2020-06-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及核电站电气维修技术领域,尤其涉及一种降低核电厂稳压器电加热器开关故障率的方法。所述方法为：开关平均为X组,每组N个开关,同一组的各个开关不相邻；在1个换料循环周期内,选定一组电加热器开关标记为长期组电加热器开关,其他电加热器开关标记为短期组电加热器开关；以后的换料循环周期内,选定一组未被标记过作为长期组电加热器的开关标记为长期组电加热器开关,其他电加热器开关标记为短期组电加热器开关。直至每个电加热器开关被标记过一次作为长期组电加热器开关,N-1次作为短期组电加热器开关,再按前述的标记顺序重新标记,往复循环。所述方法,降低了开关的运行温度及故障率,保障稳压器电加热器的安全稳定运行。(The invention relates to the technical field of electrical maintenance of nuclear power plants, in particular to a method for reducing the failure rate of an electric heater of a voltage stabilizer of a nuclear power plant. The method comprises the following steps: the switches are averagely X groups, each group of N switches, and the switches of the same group are not adjacent; in 1 material changing cycle period, selecting one group of electric heater switches as long-term group electric heater switches, and other electric heater switches as short-term group electric heater switches; in subsequent refueling cycle periods, a group of switches which are not marked as long-term group electric heaters are selected and marked as long-term group electric heater switches, and other electric heater switches are marked as short-term group electric heater switches. Until each electric heater switch is marked once as a long-term group electric heater switch, and N-1 times as a short-term group electric heater switch, and then the electric heater switches are marked again according to the marking sequence, and the cycle is repeated. The method reduces the operating temperature and the failure rate of the switch, and ensures the safe and stable operation of the electric heater of the voltage stabilizer.)
技术领域
本发明涉及核电站电气维修技术领域，尤其涉及一种降低核电厂稳压器电加热器开关故障率的方法。
背景技术
稳压器是核电厂反应堆一回路维持压力的关键设备，其内贮有两相状态的水(水和蒸汽)。在核电厂正常运行期间，液相和气相水处于动态平衡状态，即稳压器中的压力等于冷却剂平均温度310℃下水的饱和蒸汽压力。而稳压器内压力的稳定，是依靠喷淋阀和稳压器电加热器进行适时动态调节的。
某核电站1、2号机组每台机组一回路设计1台稳压器，稳压器设计28个电加热器，分为两层，每层14个均匀分布在稳压器的底部。28个电加热器采用的固定逻辑、固定的运行方式。4个电加热器机组运行期间长期处于带电运行或频繁启停状态，统称为长期组电加热器，24个电加热器只有在机组启停阶段运行，统称为短期组电加热器。每个电加热器配一套单独的电气供电回路，每一个电气供电回路为一个开关，28个电加热器的开关设计在两段交流母线上。每一段母线分为1列电源进线开关柜和3列负荷开关柜。负荷开关柜中每一列顶部的3～5个开关间隔以及底部的1个开关间隔为备用，中间部位的开关间隔为电加热器对应的开关。各个开关层叠上下相邻。经过十几年的运行，稳压器电加热器的开关多次发生烧毁故障。使用红外成像仪对各开关内部温度进行实际测量，不同电加热器对应的开关的最高温度不同，在80～120℃之间，远高于开关的可靠工作温度。尤其是：长期组电加热器的开关上下相邻，在机组正常运行期间，由于长期组电加热器长期处于带电状态，其对应的开关内部发热最为严重。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种降低核电厂稳压器电加热器开关故障率的方法，降低了电加热开关的运行温度，降低其故障率，提高开关及交流母线运行的可靠性，保障稳压器电加热器的安全稳定运行。
本发明提供了一种降低核电厂稳压器电加热器开关故障率的方法，包括以下步骤：
步骤S1：所有稳压器电加热器开关平均分为X组，每组N个开关，同一组的各个开关不相邻；所述N≥1，N为长期组电加热器对应的开关个数，X为正整数；
步骤S2：在1个换料循环周期内，选定一组稳压器电加热器开关标记为长期组电加热器开关，其他稳压器电加热器开关标记为短期组电加热器开关；
步骤S3：以后的换料循环周期内，选定一组未被标记过作为长期组电加热器的开关标记为长期组电加热器开关，其他稳压器电加热器开关标记为短期组电加热器开关；直至每个稳压器电加热器开关被标记过一次作为长期组电加热器开关，N-1次作为短期组电加热器开关，再按前述的标记顺序重新标记，往复循环；所述稳压器电加热器开关与稳压器电加热器一一对应。
优选地，所述N为4～8。
优选地，稳压器电加热器开关总体数量为28个。
优选地，所有稳压器电加热器开关成列设置，每一列开关组顶部设置一套冷却装置，每个开关及间隔地板上设置有散热孔。
优选地，所述冷却装置随开关运行而运行。
优选地，增大每一个稳压器电加热器开关一回路导电截面，以减小一回路的直阻。
优选地，所述稳压器电加热器开关的输入及输出导体部位为双插式导体。
优选地，在所述步骤S2～S3中，通过修改仪控逻辑修改长期组电加热器开关的标记。
与现有技术相比，本发明降低核电厂稳压器电加热器开关故障率的方法，具有以下有益效果：
(1)各个稳压器电加热器开关轮流被标记为长期组电加热器开关，有效避免弹性老化的发生，降低开关的故障率。
(2)同组电加热器开关不相邻，可以避免任意组开关作为长期电加热器开关时开关相邻形成“热岛效应”。
进一步地，增大每一个电加热器开关一回路导电截面，以减小一回路的直阻，降低了开关内部的发热量；增加冷却装置，加速开关内部的空气流动，降低了开关内部温度。
通过以上改进，电加热器开关柜内，各个开关的运行温度可降到70℃以下，负荷开关组上层的开关与下层的开关的温差可降到10℃以下，有效避免开关发热引起的烧毁故障，降低交流母线失电的风险，提高了开关及交流母线运行的可靠性。
附图说明
图1为实施例1中开关柜的结构示意图；
其中，1为交流母线段；2为备用开关间隔；3-1～3-4为开关柜内各列的编号；4为电源进线开关；①～⑦为分组后的组别号；901A、901B、901C、902A、902B、902C、903A、903B、903C、903D、903E、903F、903G、903H、904A、904B、904C、904D、904E、904F、904G、904H、904J、904K、904L、904M、904N、和904P分别为各个稳压器电加热器开关的编号。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
本发明的实施例公开了一种降低核电厂稳压器电加热器开关故障率的方法，包括以下步骤：
步骤S1：所有稳压器电加热器开关平均分为X组，每组N个开关，同一组的各个开关不相邻；所述N≥1，N为长期组电加热器对应的开关个数，X为正整数；
步骤S2：在1个换料循环周期内，选定一组稳压器电加热器开关标记为长期组电加热器开关，其他稳压器电加热器开关标记为短期组电加热器开关；
步骤S3：以后的换料循环周期内，选定一组未被标记过作为长期组电加热器的开关标记为长期组电加热器开关，其他稳压器电加热器开关标记为短期组电加热器开关；直至每个稳压器电加热器开关被标记过一次作为长期组电加热器开关，N-1次作为短期组电加热器开关，再按前述的标记顺序重新标记，往复循环；所述稳压器电加热器开关与稳压器电加热器一一对应。稳压器电加热器随着对应开关的开、合状态而投入或退出运行。优选地，稳压器电加热器开关的总体数量为28个。
优选地，所述步骤S1中，N为4～8。
更优选地，所述N与长期组电加热器的数量相等，N为4。
优选地，所述X为4～10。
更优选地，稳压器电加热器的总数量为28个，所述X＝28÷N＝28÷4＝7。
优选地，在所述步骤S2～S3中，通过修改仪控逻辑修改长期组电加热器开关的标记。
优选地，所有稳压器电加热器开关成列设置，每一列开关组顶部设置一套冷却装置，每个开关及间隔地板上设置有散热孔。
更优选地，所述冷却装置随开关运行而运行。
优选地，所述增大每一个稳压器电加热器开关一回路导电截面，以减小一回路的直阻，更优选地，所述稳压器电加热器开关的输入及输出导体部位为双插式导体。
本发明采用以逻辑序列定期更迭的运行方法，通过修改仪控逻辑循环标记长期组电加热器开关和短期组电加热器开关，使各个稳压器电加热器开关循环交替做为长期组电加热器开关，各开关在一定的周期时间内运行时间趋于平衡。且通过分组使同组稳压器电加热器开关不相邻，避免机组正常运行期间长期组电加热器开关相邻形成“热岛效应”。且通过增加冷却装置，增大每一个稳压器电加热器开关一回路导电截面，以减小一回路的直阻。稳压器电加热器开关柜内，各个开关的运行温度可降到70℃以下，负荷开关组上层的开关与下层的开关的温差可降到10℃以下，有效避免开关发热引起的烧毁故障，降低交流母线失电的风险，提高了开关及交流母线运行的可靠性。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的降低核电厂稳压器电加热器开关故障率的方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
稳压器电加热器开关柜包括两个柜体，每个柜体连接于一段交流母线上，每一个柜体包括4列，1列为电源线进线开关，3列为负荷开关，每一列负荷开关设置有9个开关间隔，顶部的3个开关间隔以及底部的1个开关间隔为备用，中间部位的4或5个开关间隔设置与稳压器电加热器对应的开关。如图1所示。
每个稳压器电加热器开关与稳压器电加热器一一对应，各个稳压器电加热器开关的编号分别为901A、901B、901C、902A、902B、902C、903A、903B、903C、903D、903E、903F、903G、903H、904A、904B、904C、904D、904E、904F、904G、904H、904J、904K、904L、904M、904N、和904P。开关分布示意图如图1所示。
依次对稳压器电加热器开关进行标记分组，每组开关在空间位置上不相邻。组别标记为“①”～“⑦”，组别标记相同的稳压器电加热器开关相应构成第1～7组。7组电加热器开关组成7个逻辑序列，每个换料循环周期选取一组逻辑序列。7个逻辑序列依次循环运行。具体地，第一逻辑序列是组别标记“①”的开关作为长期组电加热器开关，组别标记为“②”～“⑦”的开关作为短期组电加热器开关。第二逻辑序列，组别标记为“②”的开关作为长期组电加热器开关，组别标记为“①”及“③”～“⑦”的开关作为短期组电加热器开关。第三逻辑序列，组别标记“③”的开关作为长期组电加热器开关，组别标记为“①”、“②”及“④”～“⑦”的开关作为短期组电加热器开关。第四逻辑序列，组别标记为“④”的开关作为长期组电加热器开关，组别标记为“①”～“③”及“⑤”～“⑦”的开关作为短期组电加热器开关。第五逻辑序列，“⑤”的开关作为长期组电加热器开关，组别标记为“①”～“④”及“⑥”～“⑦”的开关作为短期组电加热器开关。第六逻辑序列，组别标记为“⑥”的开关作为长期组电加热器开关，组别标记为“①”～“⑤”及“⑦”的开关作为短期组电加热器开关。第七逻辑序列，组别标记为“⑦”的开关作为长期组电加热器开关，组别标记为“①”～“⑥”的开关作为短期组电加热器开关。
在每一列负荷开关柜最上部电加热器开关紧邻的备用开关间隔中安装开关冷却装置，任意一个稳压器电加热器开关运行，对应的电加热器开关中主接触器线圈带电，接触器闭合。利用接触器的辅助接点启动该列负荷开关柜上的开关冷却装置，开关冷却装置运行，借助每个开关及间隔底板上设计的散热孔，由下向上吸风，使该列开关柜由下至上空气快速流通。
开关柜内各个开关的输入及输出部位采用双插式导体。
经红外成像仪对各开关内部温度进行实际测量，稳压器电加热器开关最高温度降到70℃以下，一列开关柜上层稳压器电加热器开关和下层稳压器电加热器开关的温度差降到10℃以下。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。