CN109712728A - 核电站反应堆掉棒事故的诊断方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种核电站反应堆掉棒事故的判断方法及装置，其中方法包括：在未停反应堆时，判断是否发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限；若发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限，则根据控制棒是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度中的一种或多种关键指标，判断核电站反应堆是否发生掉棒事故；其中，是否触发自动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度均通过相应的指示单元进行表征。本发明实施例极大地方便、简化了工作人员判断掉棒事故的流程，在实际应用时验证本发明实施例的判断方法的准确率和效率远远领先于现有技术。

Description

核电站反应堆掉棒事故的诊断方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及核电站故障检测技术领域，更具体地，涉及核电站反应堆掉棒事故的诊断方法及装置。

背景技术

控制棒驱动机构是一种快速控制反应性的工具，用以实施核电站反应堆的启动、功率调节、停堆以及紧急事故停堆，是核反应堆压力容器内唯一可以操控的执行机构。控制棒材料是由可以吸收种子的材料制成，通过操纵控制棒的升降，可以实现反应速率的调节。控制棒完全插入反应中心时，能够吸收大量中子，从而阻止裂变链式反应，如果稍微提升一点控制棒，反应堆就可以工作，链式反应速度回达到一个稳定值，如果想提高反应堆功率，只需提升控制棒，相反，若想降低反应堆功率，则只需下降控制棒的位置。

控制棒驱动机构作为反应堆压力容器内的重要执行机构，其有可能发生的故障主要有三种：卡棒、滑棒和掉棒。其中，掉棒故障是指某一根或某些控制棒异常掉落到堆芯的情况，该故障在手动功率控制中，会导致一、二回路功率不匹配，进而影响供气品质，影响发电效率，在自动功率控制时，会导致其他控制棒附近的温度升高，反应堆温度分布不均匀，有可能引发更为严重的事故。

掉棒事故的影响在三种故障中最严重，但现有技术判断掉棒事故的方法通常步骤繁杂，无法及时判断出掉棒事故的发生，因此有必要针对掉棒事故特性进行研究，提早识别出掉棒事故，使核电站操作人员尽早进行相应的故障处置，保障核电站的安全运行。

发明内容

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的核电站反应堆掉棒事故的诊断方法及装置。

根据本发明实施例的第一个方面，提供一种核电站反应堆掉棒事故的判断方法，包括：

在未停反应堆时，判断是否发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限；

若发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限，则根据是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度中的一种或多种关键指标，判断核电站反应堆是否发生掉棒事故；

其中，所述是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度均通过相应的指示单元进行表征。

根据本发明实施例的第二个方面，提供一种核电站反应堆掉棒事故的判断装置，包括：

正向判断模块，用于在未停反应堆时，判断是否发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限；

反向判断模块，用于若发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限，则根据是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度中的一种或多种关键指标，判断核电站反应堆是否发生掉棒事故；

其中，所述控制棒是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度均通过相应的指示单元进行表征。

根据本发明实施例的第三个方面，还提供一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的判断方法。

根据本发明实施例的第四个方面，还提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的判断方法。

本发明实施例提出的核电站反应堆掉棒事故的判断方法和装置，通过设置两个关键指标对反应堆的故障进行初步识别，若反应堆的客观条件符合任意一个关键指标，则判断反应堆发生了故障征兆，再通过设置较少的其他关键指标综合判断反应堆是否发生故障，并且，本发明实施例通过对每种关键指标以对应的指示单元进行表征，极大地方便、简化了工作人员判断掉棒事故的流程，在实际应用时验证本发明实施例的判断方法的准确率和效率远远领先于现有技术。

附图说明

图1为根据本发明实施例提供的核电站反应堆掉棒事故的判断方法的流程示意图；

图2为根据本发明实施例提供的核电站反应堆掉棒事故的判断装置的功能框图；

图3为根据本发明实施例提供的电子设备的框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明实施例的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明实施例，但不用来限制本发明实施例的范围。

为了克服现有技术判断掉棒事故的方法通常步骤繁杂，无法及时判断出掉棒事故的发生的弊端，本发明实施例的发明构思为：首先通过设置两个关键指标对反应堆的故障进行初步识别，若反应堆的客观条件符合任意一个关键指标，则判断反应堆发生了故障征兆，再通过设置较少的其他关键指标综合判断反应堆是否发生故障，并且，本发明实施例通过对每种关键指标以对应的指示单元进行表征，极大地方便、简化了工作人员判断掉棒事故的流程，在实际应用时验证本发明实施例的判断方法的准确率和效率远远领先于现有技术。

图1为根据本发明实施例提供的核电站反应堆掉棒事故的判断方法的流程示意图，如图所示，该判断方法包括：

S101、在未停反应堆时，判断是否发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限。

需要说明的是，本发明实施例设置了停堆指示单元用于表征反应堆是否停堆，若停堆指示单元未响应，则表征反应堆未停堆。

本发明实施例设置了给定棒位指示单元和实测棒位指示单元判断反应堆是否发生给定棒位无变化，其中，给定棒位指示单元用于表征是否触发了给定棒位信号，当触发给定棒位信号时，给定棒位指示单元响应，此时控制棒的位置需要由控制单元移动至给定棒位。实测棒位指示单元用于实时采集控制棒的位置。当本发明实施例的给定棒位指示单元触发并且实测棒位指示单元在一段时间(例如5s)内无变化，则可获知发生了给定棒位无变化的情况。

本发明实施例设置了棒位下极限指示单元用于表征控制棒是否到达底部极限，若棒位下极限指示单元响应，则意味着控制棒达到了底部极限。

给定棒位是否发生变化以及控制棒是否达到底部极限属于控制棒工作的关键指标，给定棒位无变化意味着控制棒不受控制，情况非常危急，而控制棒到达底部极限意味着反应堆即将处于停堆状态。

S102、若发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限，则根据是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度中的一种或多种关键指标，判断核电站反应堆是否发生掉棒事故。

本发明实施例中是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度均通过相应的指示单元进行表征。

需要说明的是，当判断发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限时，即需要对控制棒进行进一步检测。本发明实施例设置了反插指示单元用于表征是否存在在自动模式下对控制棒进行反插操作的操作指令(即自动插棒指令)，当反插指示单元响应时，意味着整个控制系统处于自动模式下，并且存在对控制棒进行反插操作的操作指令，反插操作是指使控制棒自动下插以引入负反应性快速停堆，是一种控制反应堆安全的方法。本发明实施例还设置插棒动作指示单元以及用于检测反应堆功率的反应堆功率指示单元。其中，插棒动作指示单元用于表征在手动模式下，由人工控制对控制棒进行反插操作的操作指令(即手动插棒指令)，当插棒动作指示单元响应时，意味着整个控制系统处于手动模式下，并且存在对控制棒进行反插操作的操作指令。

需要说明的是，本发明实施例的判断方法通过设置两个关键指标对反应堆的故障进行初步识别，若反应堆的客观条件符合任意一个关键指标，则判断反应堆发生了故障征兆，再通过设置较少的其他关键指标综合判断反应堆是否发生故障，并且，本发明实施例通过对每种关键指标以对应的指示单元进行表征，极大地方便、简化了工作人员判断掉棒事故的流程，在实际应用时验证本发明实施例的判断方法的准确率和效率远远领先于现有技术。

在上述实施例的基础上，作为一种可选实施例，根据是否触发自动插棒的指令、是否触发手动插棒的指令、实测棒位变化速率以及反应堆功率下降程度中的一种或多种关键指标，判断核电站反应堆是否掉棒，具体包括：

判断是否触发自动插棒的指令；

若未触发自动插棒指令，则读取实测棒位变化速度，并根据所述实测棒位变化速度判断核电站反应堆是否发生掉棒事故。

需要说明的是，判断是否触发自动插棒指令的目的是为了确认控制棒是否处于自动模式下进行反插操作的状态，若未触发自动插棒指令，则说明此时控制棒并不是处于自动模式下，需要进一步读取实测棒位变化速度，并根据棒位变化速度判断核电站反应堆是否发生掉棒事故。

具体地，通过判断反插指示单元是否响应，即可判断是否触发了自动插棒指令，若反插指示单元未响应，则说明未触发自动插棒指令。在具体读取棒位变化速度时，由于实测棒位指示单元会实时采集控制棒的位置，因此设T时刻实测棒位值为D1，T+1时刻实测棒位值为D2，则实测棒位变化速率的大小可以表示为：V＝(D1-D2)/(T+1-T)＝D1-D2。若实测棒位变化速率小于预设阈值，则认为核电站反应堆正在进行正常的反插操作，非掉棒事故。

在上述实施例的基础上，作为一种可选实施例，判断是否触发自动插棒指令，之后还包括：

若触发自动插棒指令，则继续判断是否触发手动插棒指令，若未触发手动插棒指令，则读取实测棒位变化速度，并根据所述实测棒位变化速度判断核电站反应堆是否发生掉棒事故。

需要说明的是，触发自动插棒指令之后，在正常情况下控制棒应当由预设的程序控制自动向下移动，这个时候判断触发手动插棒指令，如果未触发手动插棒指令，说明此时控制棒确实处于自动模式下，因此仍然需要根据实测棒位变化速度判断自动插棒过程中控制棒的下插是否有异常。

具体地，若反插指示单元响应，则说明触发了自动插棒指令，接着通过插棒动作指示单元是否响应获知是否执行插棒操作：若插棒动作指示单元未响应，则说明控制棒不处于手动控制的状态，而是确实处于自动控制的状态。在处于自动控制的状态下，通过实测棒位指示单元记录的棒位计算棒位变化速度，并根据所述实测棒位变化速度判断核电站反应堆是否发生掉棒事故。与上述实施例相同，若实测棒位变化速率小于预设阈值，则认为核电站反应堆正在进行正常的反插操作，非掉棒事故。

在上述实施例的基础上，作为一种可选实施例，判断所述实测棒位变化速度是否超出阈值，之后还包括：

若实测棒位变化速度超过阈值，则采集反应堆功率，若所述反应堆功率下降程度超过阈值，则判断核电站反应堆发生掉棒事故；反之，则判断实测棒位变化对应的指示单元发生故障。

需要说明是，若实测棒位变化速率超过阈值，必然会引起核电站反应堆的功率下降，若发现功率下降的程度超过了阈值，可以判断认为确实发生了掉棒事故，但如果没有发现功率下降的程度超过阈值，说明实测棒位变化速率显示的值要比真实值大的，即实测棒位变化对应的指示单元发生故障

具体地，若实测棒位变化速度超过阈值，则通过反应堆功率指示单元检测反应堆功率，若反应堆功率下降程度超过阈值，则判断核电站反应堆发生掉棒事故；反之，则判断实测棒位变化对应的指示单元即实测棒位指示单元发生故障。

在上述实施例的基础上，作为一种可选实施例，继续判断是否触发手动插棒指令，之后还包括：

若触发手动插棒指令，则在系统给定棒位后，判断实测棒位是否发生变化，若发生变化，则判断给定棒位对应的指示单元发生故障。

需要说明的是，若触发手动插棒指令，则说明此时控制棒处于手动模式下进行控制，在手动模式下，系统会提供一个棒位以供操作者将控制棒移动至给定棒位，如果在给定棒位后发现实测棒位仍然发生变化，说明给定棒位对应的指示单元发生故障。

具体地，通过插棒动作指示单元触发，确定触发了收到插棒指令，若触发给定棒位指示单元，说明系统给定棒位，若实测棒位指示单元显示棒位发生变化，说明是因为用于给定棒位的设备出现了故障，导致控制棒棒位到底。

在上述实施例的基础上，作为一种可选实施例，判断实测棒位是否会发生变化，之后还包括：

若实测棒位未发生变化，则采集反应堆功率，若所述反应堆功率下降程度超过阈值，则判断核电站反应堆发生掉棒事故，反之，则判断实测棒位大小对应的指示单元发生故障。

需要说明的是，若实测棒位未发生变化，说明此时控制棒处于正常的手动模式下，通过采集反应堆功率，如果反应堆功率发生过突然下降，即下降程度超过阈值，则判断核电站反应堆发生掉棒事故，反之，则判断实测棒位大小对应的指示单元发生故障。

根据本发明的另一个方面，本发明实施例还提供一种核电站反应堆掉棒事故的判断装置，参见图2，图2为根据本发明实施例提供的核电站反应堆掉棒事故的判断装置的功能框图；该判断装置用于前述各实施例的判断核电站反应堆中控制棒是否掉棒。因此，在前述各实施例中的判断方法中的描述和定义，可以用于本发明实施例中各执行模块的理解。

如图所示，判断装置包括：

正向判断模块201，用于在未停反应堆时，判断是否发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限。

需要说明的是，本发明实施例设置了停堆指示单元用于表征反应堆是否停堆，若停堆指示单元未响应，则表征反应堆未停堆。

本发明实施例设置了给定棒位指示单元和实测棒位指示单元判断反应堆是否发生给定棒位无变化，其中，给定棒位指示单元用于表征是否触发了给定棒位信号，当触发给定棒位信号时，给定棒位指示单元响应，此时控制棒的位置需要由控制单元移动至给定棒位。实测棒位指示单元用于实时采集控制棒的位置。

本发明实施例的正向判断模块根据给定棒位指示单元触发并且实测棒位指示单元在一段时间(例如5s)内无变化，则可获知发生了给定棒位无变化的情况。

本发明实施例设置了棒位下极限指示单元用于表征控制棒是否到达底部极限，若正向判断模块根据棒位下极限指示单元响应，则获知着控制棒达到了底部极限。

给定棒位是否发生变化以及控制棒是否达到底部极限属于控制棒工作的关键指标，给定棒位无变化意味着控制棒不受控制，情况非常危急，而控制棒到达底部极限意味着反应堆即将处于停堆状态。

反向判断模块202，用于若发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限，则根据是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度中的一种或多种关键指标，判断核电站反应堆是否发生掉棒事故；

本发明实施例中是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度均通过相应的指示单元进行表征。

需要说明的是，当判断发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限时，即需要对控制棒进行进一步检测。本发明实施例设置了反插指示单元用于表征是否存在在自动模式下对控制棒进行反插操作的操作指令(即自动插棒指令)，当反插指示单元响应时，意味着整个控制系统处于自动模式下，并且存在对控制棒进行反插操作的操作指令，反插操作是指使控制棒自动下插以引入负反应性快速停堆，是一种控制反应堆安全的方法。本发明实施例还设置插棒动作指示单元以及用于检测反应堆功率的反应堆功率指示单元。其中，插棒动作指示单元用于表征在手动模式下，由人工控制对控制棒进行反插操作的操作指令(即手动插棒指令)，当插棒动作指示单元响应时，意味着整个控制系统处于手动模式下，并且存在对控制棒进行反插操作的操作指令。

需要说明的是，本发明实施例的判断方法通过设置两个关键指标对反应堆的故障进行初步识别，若反应堆的客观条件符合任意一个关键指标，则判断反应堆发生了故障征兆，再通过设置较少的其他关键指标综合判断反应堆是否发生故障，并且，本发明实施例通过对每种关键指标以对应的指示单元进行表征，极大地方便、简化了工作人员判断掉棒事故的流程，在实际应用时验证本发明实施例的判断方法的准确率和效率远远领先于现有技术。

图3为根据本发明实施例提供的电子设备的框图，如图3所示，处理器(processor)301、存储器(memory)302和总线303；

其中，处理器301及存储器302分别通过总线303完成相互间的通信；处理器301用于调用存储器302中的程序指令，以执行上述实施例所提供的判断方法，例如包括：在未停反应堆时，判断是否发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限；若发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限，则根据是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度中的一种或多种关键指标，判断核电站反应堆是否发生掉棒事故；其中，所述是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度均通过相应的指示单元进行表征。

本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令使计算机执行上述实施例所提供的判断方法，例如包括：在未停反应堆时，判断是否发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限；若发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限，则根据是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度中的一种或多种关键指标，判断核电站反应堆是否发生掉棒事故；其中，所述是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度均通过相应的指示单元进行表征。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种核电站反应堆掉棒事故的判断方法，其特征在于，包括：

在未停反应堆时，判断是否发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限；

若发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限，则根据是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度中的一种或多种关键指标，判断核电站反应堆是否发生掉棒事故；

其中，是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度均通过相应的指示单元进行表征。

2.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，所述根据是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度中的一种或多种关键指标，判断核电站反应堆是否发生掉棒事故，具体包括：

判断是否触发自动插棒指令；

若未触发自动插棒指令，则读取实测棒位变化速度，并根据所述实测棒位变化速度判断核电站反应堆是否发生掉棒事故。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断是否触发自动插棒指令，之后还包括：

若触发自动插棒指令，则继续判断是否触发手动插棒指令，若未触发手动插棒指令，则读取实测棒位变化速度，并根据所述实测棒位变化速度判断核电站反应堆是否发生掉棒事故。

4.根据权利要求2或3所述的判断方法，其特征在于，所述根据所述实测棒位变化速度判断核电站反应堆是否发生掉棒事故，具体为：

判断所述实测棒位变化速度是否超出阈值；

若所述实测棒位变化速度未超过阈值，则判断核电站反应堆未发生掉棒事故。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断所述实测棒位变化速度是否超出阈值，之后还包括：

若所述实测棒位变化速度超过阈值，则采集反应堆功率，若所述反应堆功率下降程度超过阈值，则判断核电站反应堆发生掉棒事故，反之，则判断实测棒位变化对应的指示单元发生故障。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述继续判断是否触发手动插棒指令，之后还包括：

若触发手动插棒指令，则在系统给定棒位后，判断实测棒位是否发生变化，若发生变化，则判断给定棒位对应的指示单元发生故障。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述判断实测棒位是否会发生变化，之后还包括：

若实测棒位未发生变化，则采集反应堆功率，若所述反应堆功率下降程度超过阈值，则判断核电站反应堆发生掉棒事故，反之，则判断实测棒位大小对应的指示单元发生故障。

8.一种核电站反应堆掉棒事故的判断装置，其特征在于，包括：

正向判断模块，用于在未停反应堆时，判断是否发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限；

反向判断模块，用于若发生给定棒位无变化或者控制棒到达底部极限，则根据是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度中的一种或多种关键指标，判断核电站反应堆是否发生掉棒事故；

其中，所述是否触发自动插棒指令、是否触发手动插棒指令、是否触发给定棒位信号、实测棒位大小以及反应堆功率下降程度均通过相应的指示单元进行表征。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至7中任意一项所述的判断方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至7中任意一项所述的判断方法。