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海外核电某机组燃料转运系统联锁限位功能研究

摘要:海外核电某机组是我国出口的30万千瓦核电机组。燃料转运工艺系统，

在反应堆首次装料或停堆换料期间，完成对燃料组件在燃料运输容器、燃料贮存

格架或运输小车燃料篮中的插入和取出工作。本文介绍了燃料转运系统在FX燃

料厂房操作燃料组件的工艺流程，分析了系统联锁限位功能，结合厂房布置图，

研究了燃料转运系统区域限位保护功能。最终论证了燃料抓取机控制系统功能是

能够满足设计要求的，设备在燃料转运过程中的运行是可靠的。

关键字:燃料抓取机；西门子PLC；联锁限位

引言

海外核电某机组是我国出口的30万千瓦核电机组。随着燃料转运工艺系统的调试成功，

压水堆核电站就具备了接收新燃料的条件，这为之后的装料节点顺利实现奠定了坚实的基础。

燃料转运工艺系统是燃料装卸和贮存系统（RFH)的一部分，具备将燃料组件在新燃料运输容

器与FX燃料贮存格架，以及在FX燃料贮存格架与RX换料水池之间转运的功能。见图1:

图1燃料转运工艺系统设备组成

本文将从工艺设计要求角度出发，对燃料转运工艺系统联锁限位控制功能进行分析，以

论证系统功能满足设计要求，且机构运行可靠。

燃料转运工艺流程1概述

新1.1燃料进场

在新燃料运输容器抵达FX燃料厂房吊装口后将盖子吊走，竖起组件支承托架并卸去燃

料组件保护套。用抓取机和新燃料操作工具将新燃料组件运送到新燃料检查台架上。每次换

料用的新燃料组件经检查后，用抓取机和新燃料操作工具将新燃料组件运送到新燃料贮存格

架中贮存（共可贮存48个组件)；而为首次堆芯装料用的121个新燃料组件经检查后，用抓

取机和新燃料操作工具将其转运到处于上部位置的新燃料升降机中，然后将升降机降到下部

位置，再用抓取机和乏燃料操作工具将新燃料组件运到乏燃料贮存格架内以干法状态贮存。

首次堆1.2芯装料及堆芯换料

根据首次装料程序，将规定的新燃料组件（含内插组件）用燃料抓取机和乏燃料操作工

具从乏燃料贮存格架内吊装到已处于垂直状态的运输小车燃料篮里。在燃料抓取机离开燃料

运输系统设备区域后，由燃料运输系统将其运送到RX换料水池倾翻机位置。

第二次及以后堆芯装换料时，通过与上述相反的过程，用燃料抓取机和乏燃料操作工具

将40组乏燃料组件放入FX乏燃料贮存格架中。

机构2联锁限位

燃料抓取机联锁2.1

在燃料抓取机控制系统中，为了系统运行的安全性，必须在PLC编程中加入联锁逻辑控

制，这是非常重要的保护功能。不仅需要在机构动作之间设置必要的联锁，机构本身的行程

等关键部位，也要设置保护联锁。这就使得联锁保护形成两大特点：

、编程量大，需要耗费一定的时间；1

、关系复杂，要保证不遗漏、不出错，需要不断检查。2

下面以起升机构的联锁编程为例，如图2：

图2起升机构允许条件程序

以桥架与小车运行程序的常闭触点，串联作为起升运行允许条件。当桥架和小车任何一

个机构运行时，常闭触点断开。这时起升由于不具备运行允许条件，而不能运行，即实现起

升与桥架、小车的联锁。

由于起升的主令手柄与桥架、小车的主令手柄是分开的，如果没有这个联锁设置，当桥

架或小车运行时，那么就会存在起升同时动作的可能性，造成一定的安全隐患，因此必须采

取联锁保护措施。

倾翻2.2机联锁

为了倾翻工作的安全性，必须设置4个联锁条件，即：（1）小车到达FX轨道终端，且

位置正确；（2）液压泵已经开启并运行；（3）小车定位销已插入，小车完成定位；（4）

燃料抓取机已离开运输通道。

当这四个条件同时具备后，倾翻动作才能正常运行。这个程序实现了FX运输小车及定

位销与FX倾翻机的联锁，也实现了燃料抓取机与FX倾翻机的联锁。

这四个条件缺少一个，倾翻动作都不能安全可靠地完成。（1）如果小车没有到达终端

位置就使倾翻启动，会造成小车与倾翻机碰撞的可能性；（2）如果液压泵没有启动，那么

倾翻机无法动作；（3）如果定位销未插入，那么倾翻过程会存在小车移动的可能性；（4）

如果燃料抓取机还在运输通道即启动倾翻，那么会存在燃料篮与吊钩碰撞的可能性。这些都

会影响倾翻机的正常运行，甚至可能造成安全事故。见图3：

图4运输小车转运允许条件

定位2.4销保护

为了保证倾