CN104951882A - 一种用于核电厂定期试验周期调整的评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于核电厂定期试验周期调整的评估方法，包括以下步骤：(Ⅰ)筛选得到因核电厂燃料换料周期由原换料周期延长至新换料周期而导致的定期试验周期需调整的安全相关定期试验项目的清单；(Ⅱ)对清单中定期试验周期需调整的每一定期试验项目，评估其定期试验周期的调整对相关设备安全监督水平的影响程度，并论证其定期试验周期调整的可行性和确定定期试验周期的目标值。采用该方法可提高评估结果的准确性，减少评估工作量的，降低论证工作的重复性，有利于推广。

Description

一种用于核电厂定期试验周期调整的评估方法

技术领域

本发明属于核电厂定期试验项目试验周期调整技术领域，具体涉及一种用于核电厂定期试验周期调整的评估方法。

背景技术

目前国内外在役压水堆电站核燃料循环管理采用的多是年度(12个自然月)换料策略，为提高核电厂的经济性并确保其安全性，部分在役核电站拟采用长周期燃料循环管理(换料周期由12个自然月延长至18个自然月)的换料策略。由于机组在换料时设备的状态变化较大，安全风险升高，各专业工种间的接口繁多，因此每次换料时的任务较重、时间紧、接口杂，必须要提前制定有序的、严谨的换料计划。在确保安全的前提下，若采用长周期燃料循环的换料策略(18个月换料)，一方面将会在电站整个寿期内减少换料停堆次数，有效地提高核电站的经济性，并能够为换料计划的准备和制定预留出更长的时间；另一方面，长周期燃料循环管理方法的采用将会导致堆芯设计和燃料设计的改变，特别是对安全相关系统和设备定期试验周期造成影响。

由于核电站安全相关系统和设备的定期试验项目涉及范围广，试验内容多，其试验周期长短不一且跨度大，且系统与系统、设备与设备间的关联性强，等等。因此，采用长周期换料策略后，针对定期试验周期的调整和论证方法，目前国际和国内均没有建立系统和完善的评价方法。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种用于核电厂定期试验周期调整的评估方法，采用该方法可提高评估结果的准确性，减少评估工作量的，降低论证工作的重复性，有利于推广。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种用于核电厂定期试验周期调整的评估方法，包括以下步骤：

(Ⅰ)筛选得到因核电厂燃料换料周期由原换料周期延长至新换料周期而导致的安全相关定期试验周期需调整的定期试验项目的清单；

(Ⅱ)对清单中定期试验周期需调整的每一定期试验项目，评估其定期试验周期的调整对相关设备安全监督水平的影响程度，并论证其定期试验周期调整的可行性和确定定期试验周期的目标值。

进一步，所述评估方法还包括：

(Ⅲ)在核电厂采用新换料周期燃料管理方式后，根据每次换料时每一定期试验项目的工作量，结合项目的需要，对其定期试验周期的目标值进行优化，并采用步骤(Ⅲ)的方法再次进行评估和论证，从而获得最终的定期试验周期。

进一步，步骤(Ⅰ)的具体实现方式是：按照安全相关定期试验项目所属的工艺系统类别、设备类别、试验内容、试验窗口期、试验准则和试验周期依次进行逐项分类；然后，从分类结果中筛选出定期试验周期为一个原换料周期的所有项目，即获得定期试验周期需调整的定期试验项目的清单。通过筛选手段来可找出评估论证的重点试验项目，这样可使评估论证工作更具针对性，同时又可以在合理的工作量和评估工作完整性两个方面找到平衡点。

设备类别通常可细化到设备位号和设备类型(系统+流水号+设备类型)，以便后续开展针对性论证。对于各个系统的定期试验项目，再将设备类别分为仪表类、泵类和阀门类等。

从分类结果中进行筛选的具体方法是：剔除原定期试验周期小于及大于一个换料周期的试验项目，将定期试验周期为一个原换料周期的所有定期试验项目列入需要论证的定期试验项目清单。对于原定期试验周期小于一个换料周期的试验项目属于日常短周期试验(如每值(即每个倒班值)、每6个月等)，其定期试验周期不受机组换料周期变化的影响，因此在采用长周期燃料循环后，维持原有的试验周期不变。

上述关于步骤(Ⅰ)的具体实现方式的作用在于有效地确立了采用长周期燃料循环管理方法时核电站定期试验周期评估方法的切入点和原则。基于该方案，同时考虑机组换料特点和定期试验目的，能准确地将所有试验内容、试验类别、试验对象、试验周期进行细化和分类，从而为后续评估论证工作的顺利、稳步开展奠定良好的基础。

进一步，步骤(Ⅱ)中，从设备可靠性指标、运行经验反馈情况和概率安全分析(PSA分析，以堆芯损坏概率差值△CDF作为分析对象)情况三个方面进行综合评估和论证，具体实现方式是：

a)对定期试验项目中每一系统及其设备，按照设备的类别，采用设备的通用失效率参数和/或被评估核电站专有失效率参数(运行失效和需求失效)，通过设备可靠性评价方法分别计算该设备在原换料周期和新换料周期燃料循环下的可靠性指标；

b)采用经验反馈方法，即收集、整理和分析电厂自身的运行、维修、试验、在役检查等的历史经验数据以及同类电厂的经验数据，据此评估换料周期的延长对该设备相关性能参数的影响，乃至对电厂安全运行的影响，获得推荐的设备定期试验周期；

c)将步骤b)获得的推荐的设备定期试验周期作为目标值导入概率安全分析进行评估计算，得到新换料周期燃料循环与原换料周期燃料循环下堆芯损坏概率的差值△CDF；

d)对△CDF满足要求的试验项目的定期试验周期延长至上述目标值，对△CDF不满足要求的试验项目，维持原定期试验周期不变。

上述关于步骤(Ⅱ)的作用在于确立了采用长周期燃料循环管理方法核电站定期试验周期评估的基本方法。该方法合理、有效地将确定论和概率论评估方法进行融合，扬长避短，具有较强的针对性和广泛性。基于该方法，评估和设计人员可以从核电站的运行经验出发，运用设备可靠性指标变化和对堆芯损毁概率的影响来综合评估试验周期调整和设置的合理性、准确性。

本发明提供了一种用于核电厂定期试验项目在采用长周期燃料循环后其周期调整的评估方法，该方法在参考相关法律法规和标准的规定下，通过确定论和概率论相结合的方法，即：运行经验反馈和技术经验积累；设备可靠性分析和重要度指标；概率安全分析(PSA)等相结合的方法对核电厂安全相关系统和设备定期试验监督要求中原定期试验周期为一个换料周期(通常为12个月)的项目进行综合分析、评估和论证，以便设置和调整合理的定期试验周期来满足长周期燃料循环的要求，以能保证核电厂在长周期燃料循环管理方法下更安全、可靠地运行，并能有效地提高了核电厂的经济性。

附图说明

图1是本发明提供的一种用于核电厂定期试验周期调整的评估方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下以国内典型压水堆核电站的上充泵房通风系统为例，结合图1所示的评估方法的流程图对本发明进行进一步详细说明。

1.上充泵房通风系统定期试验简介

上充泵房通风系统为再循环通风系统，上充泵房的热负荷通过本系统风机循环作用流经冷却盘管时被冷却水带走，冷却盘管由设备冷却水系统连续供给冷却水。本系统属于安全相关系统，它为安全专设设施正常运行提供保障并能抵抗或防止上充泵所能抵抗或防止的事故。

因此，上充泵房通风系统定期试验主要内容有：系统风机的手动、自动启动试验，温度传感器整定值的试验，防火阀的关闭性能试验。

2.试验项目的筛选

2.1分类

针对上充泵房通风系统定期试验的所有项目，分类按照设备位号、试验类型、试验窗口、设备类型、试验内容、验收准则和试验周期依次进行。

试验内容主要有：主控室手动启动风机，模拟“高温”信号、安全注入信号、柴油机加载信号自动启动风机，温度传感器整定值和防火阀关闭等；设备类型主要有风机，传感器，阀门；定期试验周期主要有两个月，一个换料周期(12个月)和三个换料周期(12个月)。

2.2.试验内容的筛选

根据筛选原则，属于日常试验即与燃料循环周期无关的试验项目，维持其原周期不变。对于原周期大于一个换料周期(12个月)的试验，不在本专利描述的范畴。因此，在通过初步的筛选后，针对原周期为一个换料周期(12个月)的模拟“高温”信号自动启动风机和防火阀关闭试验为论证评估项目。

3.评估论证

3.1模拟“高温”信号自动启动风机试验

在运行经验反馈方面，通过对风机制造商提供的运行维修手册、核电站历史执行情况、设备历史的维修和故障情况等多方面评估认为，该项定期试验历史执行和设备运行记录良好。

在设备可靠性指标方面，分别采用电站专有失效率和通用失效率估算得到的风机在换料周期策略变化前后的可靠性指标均满足要求。

在对堆芯损坏概率贡献方面，由于在周期为两个月的检查项目中已经检查过风机的自动和手动启动，因此在周期为一个换料周期(12个月)的高温信号启动风机试验中，认为风机能够启动，其性能能够得到保证，未将风机因高温信号启动列入故障树中进行PSA分析。

综上所述，通过对风机自动启动的定期试验记录、维修历史数据、设备可靠性指标、试验周期的延长对堆芯损坏概率的贡献进行综合论证，认为“高温”信号启动风机定期试验项目的周期可以从原来的12个月延长至18个月。

3.2防火阀关闭试验

在运行经验反馈方面，通过对防火阀制造商提供的运行维修手册、核电站历史执行情况、设备历史的维修和故障情况等多方面评估认为，该项定期试验历史执行和设备运行记录良好。

在设备可靠性指标方面，分别采用电站专有失效率和通用失效率估算得到的防火阀在换料周期策略变化前后的可靠性指标均满足要求。

在对堆芯损坏概率贡献方面，目前PSA模型考虑的是一级内部事件PSA评价，根据事故工况的需求将防火阀的拒开作为故障进行分析。防火阀的关闭失效应当在火灾PSA分析中进行考虑，而一般情况下火灾PSA分析结果在整个PSA分析中仅占较小的份额，因此可以认为防火阀关闭失效可靠性的变化对于反应堆整体安全性影响较小。

综上所述，通过对防火阀关闭的定期试验记录、维修历史数据、设备可靠性指标、试验周期的延长对堆芯损坏概率的贡献进行综合论证，认为防火阀关闭定期试验项目的周期可以从原来的12个月延长至18个月。

4.总结

通过上述的分类、筛选和评估论证，最终得到的在长周期燃料循环管理方法下上充泵房通风系统的定期试验要求如表1所示。

表1

上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种用于核电厂定期试验周期调整的评估方法，包括以下步骤：

(Ⅰ)筛选得到因核电厂燃料换料周期由原换料周期延长至新换料周期而导致的定期试验周期需调整的安全相关定期试验项目的清单；

(Ⅱ)对清单中定期试验周期需调整的每一定期试验项目，评估其定期试验周期的调整对相关设备安全监督水平的影响程度，并论证其定期试验周期调整的可行性和确定定期试验周期的目标值。

2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述评估方法还包括：

(Ⅲ)在核电厂采用新换料周期燃料管理方式后，根据每次换料时每一定期试验项目的工作量，结合项目的需要，对其定期试验周期的目标值进行优化，并采用步骤(Ⅲ)的方法再次进行评估和论证，从而获得最终的定期试验周期。

3.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)的具体实现方式是：按照安全相关定期试验项目所属的工艺系统类别、设备类别、试验内容、试验窗口期、试验准则和试验周期依次进行逐项分类；然后，从分类结果中筛选出定期试验周期为一个原换料周期的所有项目，即获得定期试验周期需调整的定期试验项目的清单。

4.根据权利要求1-3任一所述的评估方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)中，从设备可靠性指标、运行经验反馈情况和概率安全分析情况三个方面进行综合评估和论证，具体实现方法是：

a)对定期试验项目中的每一系统及其设备，按照设备的类别，采用设备的通用失效率参数和/或被评估核电站专有失效率参数，通过设备可靠性评价方法分别计算该设备在原换料周期和新换料周期燃料循环下的可靠性指标；

b)采用经验反馈方法，即收集、整理和分析电厂自身的运行、维修、试验、在役检查等的历史经验数据以及同类电厂的经验数据，据此评估换料周期的延长对该设备相关性能参数的影响，乃至对电厂安全运行的影响，获得推荐的设备定期试验周期；

c)将步骤b)获得的推荐的设备定期试验周期作为目标值导入概率安全分析进行评估计算，得到新换料周期燃料循环与原换料周期燃料循环下堆芯损坏概率的差值△CDF；

d)对△CDF满足要求的试验项目的定期试验周期延长至上述目标值，对△CDF不满足要求的试验项目，维持原定期试验周期不变。