CN104332186A - 一种反应堆安全停堆方法 - Google Patents

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李国勇
郑杲
金远
田宇
许明周
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明属于一种压水堆核电站反应堆的停堆控制方法，它包括如下步骤，（1）外部系统将各个通道产生的反应堆停堆命令送到棒控系统，然后分配到控制CRDM的相应机柜；（2）棒控系统相关机柜接收到停堆命令后，对停堆命令进行处理，确定停堆命令的有效性；（3）在确定了停堆命令为真实和有效之后，棒控系统将产生控制命令，使调节CRDM电流的大功率模块截止，使大功率模块关断，停止电流输出；（4）CRDM失电后，其钩爪将自动打开，CRDM的驱动杆及其连接的控制棒将在重力的作用下，迅速落入堆芯，从而实现反应堆的停堆。其优点是，它解决了停堆断路器故障导致反应堆不能停堆的问题，提高了反应堆的安全性。

Description

一种反应堆安全停堆方法
技术领域
本发明属于一种压水堆核电站反应堆的停堆控制方法，具体涉及一种压水堆核电站反应堆安全停堆方法。
背景技术
核电厂是通过控制核反应堆的反应性，调节反应堆的输出热功率，推动汽轮机运转进行发电。控制反应堆的反应性最直接、最快速的手段就是调节具有中子吸收功能的反应堆控制棒在堆芯中的位置。
控制棒在堆芯中位置的调节通过棒控系统控制控制棒驱动机构（CRDM）实现。棒控系统通过大功率模块为控制棒驱动机构线圈供电，使CRDM内部的两个钩爪交替吸合、打开、移动，从而带动挂在CRDM驱动杆上的控制棒在反应堆堆芯活性区中上升、下插和保持不动，使其停留在堆芯中的不同位置，以便吸收不同程度中子数量，从而调节反应堆的反应性，进而调节反应堆的输出功率。
在核电厂中，设置了专用系统为控制棒驱动机构线圈供电，称为棒电源系统，棒电源系统为CRDM通过交流或直流动力电源。当CRDM失去棒电源系统提供的动力电源时，CRDM线圈将失电，其钩爪将打开，控制棒在重力的作用下，迅速落入反应堆堆芯，从而实现反应堆停堆。
停堆断路器系统就是利用上述原理来实现反应堆的安全停堆。当核电厂发生异常情况时，核反应堆保护系统会产生保护信号，保护信号经过“四取二”等逻辑处理后，产生反应堆停堆命令并送到停堆断路器系统，停堆断路器系统接收到停堆命令后，迅速打开停堆断路器，从而使CRDM线圈失电、钩爪打开，控制棒在重力作用下落入堆芯实现停堆。
控制棒落棒停堆是反应堆保护和安全的最重要手段，实现反应堆的安全停堆是反应堆设计的重要内容。
在上述停堆过程中，停堆断路器的可靠性十分关键，对其误动率和拒动率都有很高的要求。目前，核电厂的停堆断路器一般采用8个断路器，通过“四取二”逻辑处理后打开断路器，因此具有很高的可靠性。
既便是在可靠性如此高的停堆断路器的设计中，仍然存在停堆断路器故障而不能断开停堆断路器的风险，虽然出现这种风险的概率非常低，但其结果是导致反应堆无法按要求停堆，后果是十分严重、甚至是灾难性的。
发明内容
本发明的目的是提供反应堆安全停堆方法，它能够解决由于停堆断路器发生故障不能打开而导致反应堆不能停堆的风险，提高了反应堆的安全性。
本发明是这样实现的，一种反应堆安全停堆方法，它包括如下步骤，
（1）外部系统将各个通道产生的反应堆停堆命令送到棒控系统，然后分配到控制CRDM的相应机柜；
（2）棒控系统相关机柜接收到停堆命令后，对停堆命令进行处理，确定停堆命令的有效性；
（3）在确定了停堆命令为真实和有效之后，棒控系统将产生控制命令，使调节CRDM电流的大功率模块截止，使大功率模块关断，停止电流输出；
（4）调节CRDM电流的大功率模块截止后，其电流输出为零，使得CRDM失电；
（5）CRDM失电后，其钩爪将自动打开，CRDM的驱动杆及其连接的控制棒将在重力的作用下，迅速落入堆芯，从而实现反应堆的停堆。
本发明的优点是，本发明为反应堆安全停堆提供了一条冗余的路径，解决了停堆断路器故障导致反应堆不能停堆的问题，提高了反应堆的安全性。本发明中，保护系统的停堆命令不仅送到停堆断路器系统打开停堆断路器，实现反应堆停堆，而且也送到棒控系统使大功率模块控制极失电，大功率模块截止而实现反应堆停堆；本发明为反应堆的安全停堆提供了一条安全可靠的冗余路径，避免了停堆断路器故障而不能停堆的风险，提高了反应堆的安全性；本发明中，保护系统的停堆命令送到棒控系统后，进行多重逻辑符合与判断，避免了非停堆命令造成的意外停堆的风险。
附图说明
图1为现有的停堆简图；
图2为本发明所提供的停堆简图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细介绍：
目前，反应堆的停堆简图如图1所示。在图1中，如果停堆断路器故障不能打开，则反应堆不能实现安全停堆。
本发明的简图如图2所示，在本发明中，保护系统的停堆命令同时送到棒控系统，实现冗余停堆。
当停堆断路器正常断开时，无论棒控系统的大功率模块控制极是否断电和大功率模块是否截止，控制棒驱动机构都将失去动力电源，导致反应堆停堆。当停堆断路器故障二不能断开时，由于停堆命令也送到了棒控系统，棒控系统将使大功率模块的控制极失电，大功率管禁止，控制棒驱动机构也将失去动力电源，从而实现反应堆停堆，避免了停堆断路器故障不能停堆的风险，提高了反应堆的安全性。
在紧急情况下，反应堆保护系统产生保护信号，保护信号经过多重逻辑处理、判断和确认后，产生反应堆停堆命令，停堆命令送到停堆断路器系统，再由停堆断路器系统打开停堆断路器，使驱动机构失电，从而导致控制棒落入堆芯，实现反应堆停堆。
同时，保护系统产生的保护命令还送到棒控系统，棒控系统对停堆命令进行逻辑处理与确认后，使控制驱动机构线圈的大功率模块（如可控硅、IGBT等）的控制极失电，大功率模块截止，导致CRDM线圈失电，从而导致控制棒落入堆芯，实现反应堆停堆。
一种反应堆安全停堆方法，它包括如下步骤：
（1）外部系统将各个通道产生的反应堆停堆命令送到棒控系统，然后分配到控制CRDM的相应机柜；
（2）棒控系统相关机柜接收到停堆命令后，对停堆命令进行处理，确定停堆命令的有效性；
由于接收到多个通道的停堆命令，对其进行逻辑符合处理，如四取二、三取二、逻辑与等处理，当两个以上的通道同时产生了停堆命令，才认为停堆命令为真实有效，从而执行反应堆停堆处理；如果某一时刻仅有一个通道产生停堆命令，则认为是保护系统或其它系统在进行通道试验或设备发生故障。
（3）在确定了停堆命令为真实和有效之后，棒控系统将产生控制命令，使调节CRDM电流的大功率模块（如可控硅、IGBT等）截止,即使大功率模块关断，停止电流输出。
（4）调节CRDM电流的大功率模块截止后，其电流输出为零，使得CRDM失电。
（5）CRDM失电后，其钩爪将自动打开，CRDM的驱动杆及其连接的控制棒将在重力的作用下，迅速落入堆芯，从而实现反应堆的停堆。

Claims (1)

1.一种反应堆安全停堆方法，其特征在于：它包括如下步骤，
（1）外部系统将各个通道产生的反应堆停堆命令送到棒控系统，然后分配到控制CRDM的相应机柜；
（2）棒控系统相关机柜接收到停堆命令后，对停堆命令进行处理，确定停堆命令的有效性；
（3）在确定了停堆命令为真实和有效之后，棒控系统将产生控制命令，使调节CRDM电流的大功率模块截止，使大功率模块关断，停止电流输出；
（4）调节CRDM电流的大功率模块截止后，其电流输出为零，使得CRDM失电；
（5）CRDM失电后，其钩爪将自动打开，CRDM的驱动杆及其连接的控制棒将在重力的作用下，迅速落入堆芯，从而实现反应堆的停堆。
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