[發(fā)明專利]一種核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)T3試驗(yàn)回路及其優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210427717.5
• 申請(qǐng)日: 2012-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN103794255B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃文郁;劉新東;彭超;崔國(guó)華;季濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司;大亞灣核電運(yùn)營(yíng)管理有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G21C17/00
• 分類號(hào): G21C17/00
• 代理公司: 深圳鼎合誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44281
• 代理人: 郭燕

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及核輻射安全與監(jiān)測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)T3試驗(yàn)回路及其優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

核電站(Nuclear Power Plant)是利用核裂變(Nuclear Fission)或核聚變(Nuclear Fusion)反應(yīng)所釋放的能量產(chǎn)生電能的發(fā)電廠。

為了保護(hù)核電站工作人員和核電站周圍居民的健康，核電站的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行均采用縱深防御的原則，從設(shè)備、措施上提供多重保護(hù)，以確保核電站對(duì)反應(yīng)堆的輸出功率進(jìn)行有效的控制；且能夠在出現(xiàn)各種自然災(zāi)害，如地震、海嘯、洪水等，或人為產(chǎn)生的火災(zāi)、爆炸等，也能確保對(duì)反應(yīng)堆燃料組件進(jìn)行充分的冷卻，進(jìn)而保證放射性物質(zhì)不發(fā)生向環(huán)境的排放。縱深防御原則一般包括五層防線，第一層防線：精心設(shè)計(jì)、制造、施工，確保核電站有精良的硬件環(huán)境，建立完善的程序和嚴(yán)格的制度，對(duì)核電站工作人員有系統(tǒng)的教育和培訓(xùn)，建立完備的核安全文化；第二層防線：加強(qiáng)運(yùn)行管理和監(jiān)督，及時(shí)正確處理異常情況，排除故障；第三層防線：在嚴(yán)重異常情況下，反應(yīng)堆的控制和保護(hù)系統(tǒng)能及時(shí)并有效的動(dòng)作，以防止設(shè)備故障和人為差錯(cuò)進(jìn)而發(fā)展為事故；第四層防線：在事故情況下，及時(shí)啟用核電站安全保護(hù)系統(tǒng)，包括各種專設(shè)安全設(shè)施，用以加強(qiáng)事故中的電站管理，防止事故擴(kuò)大，以保證核電站三道安全屏障的完整性；第五層防線：萬(wàn)一發(fā)生極不可能發(fā)生的事故，并伴有放射性外泄，應(yīng)及時(shí)啟用廠內(nèi)外一切應(yīng)急系統(tǒng)，努力減輕事故對(duì)周圍居民和環(huán)境的影響。

廣義的核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)(RPR)通常是由過程儀表系統(tǒng)(SIP)、核儀表系統(tǒng)(RPN)、反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)(RPS)以及所有專設(shè)安全系統(tǒng)一起構(gòu)成，用以保護(hù)三大核安全屏障(燃料包殼、一回路壓力邊界和安全殼)的完整性，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)達(dá)到危及三大屏障完整性的閾值時(shí)，反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作觸發(fā)反應(yīng)堆緊急停堆和啟動(dòng)專設(shè)安全設(shè)施。一般地，在反應(yīng)堆正常運(yùn)行的情況下，其故障是隱蔽的，也就是說在反應(yīng)堆出現(xiàn)事故瞬態(tài)的情況下，保護(hù)系統(tǒng)才起作用。因此如何保證保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行則是定期試驗(yàn)系統(tǒng)需要解決的問題，也是非常關(guān)鍵的問題，該試驗(yàn)系統(tǒng)還提供必要的事故后檢測(cè)手段，以檢測(cè)反應(yīng)堆停堆后因事故而導(dǎo)致的異常工況。

如圖1所示，整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)的試驗(yàn)系統(tǒng)分為三段：T1試驗(yàn)、T2試驗(yàn)和T3試驗(yàn)。為保證定期試驗(yàn)功能的完備性，相鄰的兩個(gè)試驗(yàn)有重疊部分；其中T1試驗(yàn)(又稱SIP定期試驗(yàn))定義了從現(xiàn)場(chǎng)傳感器信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)，到KRG系統(tǒng)(總模擬控制系統(tǒng))閾值輸出(輸出到保護(hù)邏輯系統(tǒng))的試驗(yàn)；T2試驗(yàn)為保護(hù)邏輯處理的試驗(yàn)，處理的結(jié)果被送到停堆斷路器屏，用于控制專設(shè)安全設(shè)施驅(qū)動(dòng)器。

T3試驗(yàn)用于檢測(cè)反應(yīng)堆緊急停堆保護(hù)功能和專設(shè)安全設(shè)施驅(qū)動(dòng)器的情況，其方法是通過試驗(yàn)選擇開關(guān)選擇對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)備，再由T3試驗(yàn)開關(guān)注入試驗(yàn)信號(hào)，通過相應(yīng)的狀態(tài)指示燈、電流/電壓表指示來監(jiān)測(cè)RPR的輸出部分功能是否正常。目前T3試驗(yàn)回路在設(shè)計(jì)上共用一個(gè)輸出放大回路，有部分T3試驗(yàn)開關(guān)帶多路設(shè)備，且T3試驗(yàn)開關(guān)的觸點(diǎn)故障率較高，因此存在如下至少兩個(gè)方面的問題：

(1)一個(gè)測(cè)試開關(guān)帶多個(gè)測(cè)試回路。對(duì)于帶多個(gè)試驗(yàn)回路的T3試驗(yàn)，進(jìn)行某一個(gè)T3試驗(yàn)開關(guān)所帶的一路保護(hù)回路試驗(yàn)時(shí)，僅能對(duì)該回路進(jìn)行監(jiān)測(cè)，沒能監(jiān)測(cè)該開關(guān)所帶的其它試驗(yàn)回路是否正常，使得在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)觸點(diǎn)故障而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，而如果沒有監(jiān)測(cè)到的回路出現(xiàn)異常，將導(dǎo)致試驗(yàn)時(shí)保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)。

(2)T3試驗(yàn)開關(guān)的可靠性不高。試驗(yàn)中閉鎖回路由T3試驗(yàn)開關(guān)接點(diǎn)完成，由于其觸點(diǎn)故障率較高使得可靠性不高，從而給T3試驗(yàn)帶來較高的誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

某核電站曾出現(xiàn)過T3試驗(yàn)過程中因試驗(yàn)回路異常故障導(dǎo)致主給水閥短時(shí)誤關(guān)事件。由于RPR系統(tǒng)T3試驗(yàn)是針對(duì)正常運(yùn)行期間不允許動(dòng)作的負(fù)載進(jìn)行試驗(yàn)，因此，如果試驗(yàn)期間保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)，將對(duì)機(jī)組安全和穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響，同時(shí)，如果T3試驗(yàn)開關(guān)接點(diǎn)異常，處理故障時(shí)引入風(fēng)險(xiǎn)也很高。因此需要提高T3試驗(yàn)回路的可靠性。然而，考慮到現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜空間有限，無(wú)法新增設(shè)備，且T3試驗(yàn)開關(guān)受安裝位置、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)、分析論證等影響，短期無(wú)法解決替換問題。因此，需要對(duì)核電站RPR系統(tǒng)的T3試驗(yàn)回路設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，以降低試驗(yàn)過程中引入的誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)T3試驗(yàn)回路及其優(yōu)化方法。