CN109859870B - 停堆装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种停堆装置及方法,第一判断模块和第二判断模块分别判断CARR保护系统是否满足第一状态、以及ATWS缓解系统是否满足部分状态,若CARR保护系统满足第一状态、和/或ATWS缓解系统满足部分状态,则CARR保护系统和/或ATWS缓解系统发出停堆信号,进行第一停堆处理;若CARR保护系统满足第一状态、和/或ATWS缓解系统满足部分状态,且CARR保护系统和/或ATWS缓解系统未完成第一停堆处理,则第二判断模块判断ATWS缓解系统是否满足第二状态,若满足,则发出重水排出信号,ATWS缓解系统进行第二停堆处理。本发明保证了停堆装置的稳定有效,防止故障导致的停堆失效的概率。
Description
技术领域
本发明涉及原子能领域,尤其涉及一种停堆装置及方法。
背景技术
通常确保反应堆运行安全的一个重要措施是,在任何需要停闭反应堆的时刻,都能通过插入控制棒等手段,停止链式反应,使堆处于次临界的安全状态。因此反应堆都设有尽量可靠的停堆装置。额定功率60MW的中国先进研究堆(CARR)是功率比较高的一种研究堆,为确保反应堆安全,设计一个可靠的停堆装置是十分必要的。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种停堆装置及方法,以解决上述的至少一项技术问题。
(二)技术方案
本发明实施例提供了一种停堆装置,包括CARR保护系统和ATWS缓解系统,所述CARR保护系统和ATWS缓解系统分别包括第一判断模块和第二判断模块,其中,
所述第一判断模块,用于判断所述CARR保护系统是否满足第一状态;所述第二判断模块判断所述ATWS缓解系统是否满足第一状态的部分状态,若所述CARR保护系统满足第一状态、和/或所述ATWS缓解系统满足部分状态,则CARR保护系统和/或所述ATWS缓解系统发出停堆信号,进行第一停堆处理;
若所述CARR保护系统满足第一状态、和/或所述ATWS缓解系统满足部分状态,且CARR保护系统和/或ATWS缓解系统未完成第一停堆处理,则第二判断模块判断所述ATWS缓解系统是否满足第二状态,若满足,则ATWS缓解系统发出重水排出信号,排出反射层重水,进行第二停堆处理;
其中,所述第一停堆处理包括磁力驱动停堆和水力驱动停堆;所述第二停堆处理指排重水停堆处理。
在本发明的一些实施例中,所述第一状态指反应堆的至少一项参数达到所述参数对应的第一阈值,所述第一状态具体指:
指靶水压力<0.298MPa、靶水流量<42.5m3/h、水核功率比>121%、重水核功率比>7.5%、堆进口压力<0.60MPa、导流箱温变率>10℃/10s、旁路流量<212.5m3/h、堆进口流量<2027m3/h、导流箱温度>65℃、重水进口温变>8℃/10s、重水出口温度>60℃、堆芯出口温度>65℃、堆芯温差(0.4141NPo+0.6)℃、核功率>1.10NPo、反应堆周期<10s、重水温差>(0.1791NPo+0.6)℃、重水流量<255m3/h、二回路压力<0.26MPa、电源频率<45.0Hz、冷却剂剂量>33600μGy/h、池水上方剂量>2100μGy/h、冷源故障为OFF、考验回路故障为OFF、两路外电源中的一路或两路外电源的状态为OFF;
所述部分状态指所述参数的部分参数达到所述部分参数对应的第一阈值,所述部分状态具体指:部分参数指核功率>1.10NPo、反应堆周期<10s、堆芯出口温度>65℃、冷却剂剂量率>33600μGy/h和两路外电源中的一路或两路外电源的状态为OFF;
所述第二状态指所述部分参数达到所述部分参数对应的第二阈值,所述第二状态具体指部分参数指:核功率>1.15NPo、反应堆周期<8s、堆芯出口温度>70℃、冷却剂剂量率>44800μGy/h和两路外电源状态均为OFF。
在本发明的一些实施例中,所述CARR保护系统还设置有三个独立的保护通道,当至少两个所述保护通道处于第一状态,则所述CARR保护系统发出停堆信号;
所述ATWS缓解系统还设置有三个独立的通道,当至少两个所述通道处于部分状态时,则所述ATWS缓解系统发出停堆信号;当至少两个所述通道处于第二状态时,则所述ATWS缓解系统发出重水排出信号。
在本发明的一些实施例中,所述排重水停堆处理指所述ATWS缓解系统根据所述重水停堆信号排出反应堆反射层中的重水,实现所述反应堆的停堆。
在本发明的一些实施例中,所述停堆装置还包括:电控板,用于控制所述停堆装置内部的通断电;
所述磁力驱动停堆包括4个磁力停堆机构,各所述磁力停堆机构包括:一个步进电机;一个补偿/调节棒,其包括中子吸收体、跟随体燃料组件、连杆、衔铁、包容衔铁的密封筒;以及设置于所述密封筒外部的磁力线圈,其中,
所述步进电机由所述电控板驱动,带动齿轮齿条进而驱动所述磁力线圈上下移动;所述磁力线圈通过磁力耦合带动所述衔铁上下移动,进而带动所述中子吸收体与所述跟随体燃料组件的上下移动;
所述步进电机和磁力线圈通电,步进电机转动,带动所述磁力线圈和衔铁向上移动,从而引导所述跟随体燃料组件与所述中子吸收体向上移动,引入正反应性,实现开堆;
所述磁力线圈断电,在重力作用下,所述跟随体燃料组件与所述中子吸收体向下移动,引入负反应性,实现停堆。
在本发明的一些实施例中,所述跟随体燃料组件的燃料芯体为U3Si2-Al弥散体,所述中子吸收体为铪。
在本发明的一些实施例中,所述水力驱动停堆包括2个水力停堆机构,各所述水力停堆机构包括:
放置有活塞的活塞缸;
泵,与管路连接,所述泵由电控板控制,用于与阀门配合,将重水注入或者排出所述活塞缸;
与所述活塞连接的安全棒,其包括中子吸收体,跟随所述活塞的移动而移动;
设置有阀门的管路,与所述活塞缸连接,所述管路用于实现所述重水的循环;
所述泵通电后启动,所述阀门关闭,泵向所述活塞缸底部注入重水,活塞处压力上升,从而提升所述活塞,所述中子吸收体跟随所述活塞向上移动,引入正反应性,实现开堆;
所述泵断电后停止运行,所述阀门开启,所述重水排出所述活塞缸,活塞处压力下降,在重力作用下,活塞下降,所述中子吸收体进入反应堆堆芯,引入负反应性,实现停堆。
本发明还提供了一种停堆方法,应用于停堆装置中,所述停堆装置包括CARR保护系统和ATWS缓解系统,所述停堆方法包括:
判断所述CARR保护系统是否满足第一状态、以及所述ATWS缓解系统是否满足第一状态的部分状态,若所述CARR保护系统满足第一状态、和/或所述ATWS缓解系统满足部分状态,则CARR保护系统和/或所述ATWS缓解系统发出停堆信号,进行第一停堆处理;
若所述CARR保护系统满足第一状态、和/或所述ATWS缓解系统满足部分状态,且CARR保护系统和/或ATWS缓解系统未完成第一停堆处理,则判断所述ATWS缓解系统是否满足第二状态,若满足,则ATWS缓解系统发出重水排出信号,排出反射层重水,进行第二停堆处理;
其中,所述第一停堆处理包括磁力驱动停堆和水力驱动停堆;所述第二停堆处理指排重水停堆处理。
在本发明的一些实施例中,所述第一状态指反应堆的至少一项参数达到所述参数对应的第一阈值,所述第一状态具体指:
指靶水压力<0.298MPa、靶水流量<42.5m3/h、水核功率比>121%、重水核功率比>7.5%、堆进口压力<0.60MPa、导流箱温变率>10℃/10s、旁路流量<212.5m3/h、堆进口流量<2027m3/h、导流箱温度>65℃、重水进口温变>8℃/10s、重水出口温度>60℃、堆芯出口温度>65℃、堆芯温差(0.4141NPo+0.6)℃、核功率>1.10NPo、反应堆周期<10s、重水温差>(0.1791NPo+0.6)℃、重水流量<255m3/h、二回路压力<0.26MPa、电源频率<45.0Hz、冷却剂剂量>33600μGy/h、池水上方剂量>2100μGy/h、冷源故障为OFF、考验回路故障为OFF、两路外电源中的一路或两路外电源的状态为OFF;
所述部分状态指:所述参数的部分参数达到所述部分参数对应的第一阈值,所述部分状态具体指:部分参数指核功率>1.10NPo、反应堆周期<10s、堆芯出口温度>65℃、冷却剂剂量率>33600μGy/h和两路外电源中的一路或两路外电源的状态为OFF;
所述第二状态指:所述部分参数达到所述部分参数对应的第二阈值,所述第二状态具体指:部分参数指核功率>1.15NPo、反应堆周期<8s、堆芯出口温度>70℃、冷却剂剂量率>44800μGy/h和两路外电源状态均为OFF。
(三)有益效果
本发明的停堆装置及方法,相较于现有技术,至少具有以下优点:
1、首先,当CARR保护系统和/或ATWS(未能紧急停堆的预期瞬态)缓解系统分别满足第一状态和/或部分状态时,实现第一停堆处理,避免了CARR保护系统和ATWS缓解系统中的任一个由于电子学线路故障问题带来的影响;
更进一步地,当CARR保护系统和/或ATWS缓解系统分别满足第一状态和/或部分状态时,且第一停堆处理(磁力驱动停堆和水力驱动停堆)由于卡棒不能实现时,再判断ATWS缓解系统是否满足第二状态,若满足,则表征反应堆的参数进一步恶化,ATWS缓解系统立即进行紧急快速的第二停堆处理即排重水停堆处理;
可见,本申请基于独立、冗余、多样性、故障安全等原则,保证了停堆装置及方法的可靠性。
2、ATWS缓解系统与CARR保护系统是互相独立的,它在保护系统发出停堆信号的同时,也发出停堆信号,因此,提高了停堆的成功率。如果此时又发生控制棒(补偿/调节棒和安全棒)卡棒,反应堆无法停止的极低概率事故时,ATWS缓解系统将发出信号,自动打开重水反射层重水排放阀,将重水迅速排出,引入负反应性,使反应堆进入次临界状态。这种设计在国际研究堆上是罕见的。
3、本发明通过磁力驱动停堆、水力驱动停堆和排重水停堆处理三种方法进行停堆处理,不同的驱动原理(磁力驱动和水力驱动)降低了补偿/调节棒和安全棒同时卡棒的概率,提高了停堆的可靠性,有利于加强安全性;同时不同的停堆原理(通过控制棒和排出重水),也能够大大降低停堆失效的概率,提高了事故时停闭反应堆的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例的停堆装置的工作流程示意图。
图2为本发明实施例的停堆方法的步骤示意图。
具体实施方式
现有技术中,尚未提出组合多种停堆措施确保反应堆安全的停堆装置,有鉴于此,本发明提供了一种停堆装置及方法,结合了多种停堆处理,基于独立、冗余、多样性、故障安全等原则,保证了可靠性。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
本发明实施例的第一方面,提供了一种停堆装置,该停堆装置包括:包括CARR保护系统和ATWS缓解系统,所述CARR保护系统和ATWS缓解系统分别包括第一判断模块和第二判断模块,其中:
第一判断模块,判断所述CARR保护系统是否满足第一状态;第二判断模块判断所述ATWS缓解系统是否满足第一状态的部分状态,若所述CARR保护系统满足第一状态、和/或所述ATWS缓解系统满足部分状态,则CARR保护系统和/或所述ATWS缓解系统发出停堆信号,进行第一停堆处理;若所述CARR保护系统不满足第一状态,且所述ATWS缓解系统不满足部分状态,则该反应堆正常运行。
若所述CARR保护系统满足第一状态、和/或所述ATWS缓解系统满足部分状态,且CARR保护系统和/或ATWS缓解系统未完成第一停堆处理,则第二判断模块判断所述ATWS缓解系统是否满足第二状态,若满足,则发出重水排出信号,ATWS缓解系统进行第二停堆处理。
需要说明的是,本发明中的第一停堆处理包括磁力驱动停堆和水力驱动停堆;所述第二停堆处理指排重水停堆处理。其中,所述排重水停堆处理指:ATWS缓解系统向设在重水排放管路上的电动阀发出重水排出信号,电动阀开启,重水箱(反射层)内重水排放至重水储存罐,引入负反应性以消除由于控制棒机械卡棒造成的紧急停堆失败,使反应堆进入次临界状态。
其中,所述第一状态指反应堆的至少一项参数达到所述参数对应的第一阈值,所述第一状态具体指:
指靶水压力<0.298MPa、靶水流量<42.5m3/h、水核功率比>121%、重水核功率比>7.5%、堆进口压力<0.60MPa、导流箱温变率>10℃/10s、旁路流量<212.5m3/h、堆进口流量<2027m3/h、导流箱温度>65℃、重水进口温变>8℃/10s、重水出口温度>60℃、堆芯出口温度>65℃、堆芯温差(0.4141NPo+0.6)℃、核功率>1.10NPo、反应堆周期<10s、重水温差>(0.1791NPo+0.6)℃、重水流量<255m3/h、二回路压力<0.26MPa、电源频率<45.0Hz、冷却剂剂量>33600μGy/h、池水上方剂量>2100μGy/h、冷源故障为OFF、考验回路故障为OFF、两路外电源中的一路或两路外电源的状态为OFF。
所述部分状态指所述参数的部分参数达到所述部分参数对应的第一阈值,所述部分状态具体指:核功率>1.10NPo、反应堆周期<10s、堆芯出口温度>65℃、冷却剂剂量率>33600μGy/h和两路外电源中的一路或两路外电源的状态为OFF;
所述第二状态指所述部分参数达到所述部分参数对应的第二阈值,所述第二状态具体指核功率>1.15NPo、反应堆周期<8s、堆芯出口温度>70℃、冷却剂剂量率>44800μGy/h和两路外电源状态均为OFF。
图1为本发明实施例的停堆装置的工作流程示意图,请参照图1,本发明的停堆装置的工作流程为:
首先,第一判断模块和第二判断模块分别根据第一状态和部分状态,判断CARR保护系统和/或ATWS缓解系统是否进行第一停堆处理;当CARR保护系统和/或ATWS缓解系统分别满足第一状态和/或部分状态时,则CARR保护系统和/或ATWS缓解系统进行第一停堆处理;这样能够防止由于CARR保护系统和ATWS缓解系统中任一个由于电子学线路故障不能实现第一停堆处理的情况;否则,反应堆正常运行;
在一些情况下,还会出现CARR保护系统和/或ATWS缓解系统分别满足第一状态和/或部分状态时,却不能进行第一停堆处理的情况,这一般是因为存在卡棒的情况。此时第二判断模块再判断ATWS缓解系统是否满足第二状态,若满足,则代表反应堆的参数进一步恶化,ATWS缓解系统立即进行紧急快速的第二停堆处理即排重水停堆处理,从而避免CARR保护系统和/或ATWS缓解系统由于卡棒引发的第一停堆处理失败的情况。可见,本申请基于独立、冗余、多样性、故障安全等原则,保证了停堆的可靠性。
此外,所述CARR保护系统还设置有三个独立的保护通道,当至少两个所述保护通道处于第一状态(即3选2模式),则所述CARR保护系统发出停堆信号;所述ATWS缓解系统还设置有三个独立的通道,当至少两个所述通道处于第一状态的部分状态时,则所述ATWS缓解系统发出停堆信号;当至少两个所述通道处于第二状态时,则所述ATWS缓解系统发出重水排出信号。由此,通过3取2模式,减少了误停堆的概率,保证了停堆的可靠性。
接着,对本发明的磁力驱动停堆和水力驱动停堆进行详细解释。
所述停堆装置还包括:电控板,用于控制所述停堆装置内部的通断电。所述磁力驱动停堆包括4个磁力停堆机构,各所述磁力停堆机构包括:
一个步进电机;
一个补偿/调节棒,其包括中子吸收体、通过接头与中子吸收体连接的跟随体燃料组件、通过连杆与跟随体燃料组件连接的衔铁、包容衔铁的密封筒;以及
设置于所述密封筒外部的磁力线圈,且磁力线圈不与密封筒接触。
所述步进电机由所述电控板驱动,带动齿轮齿条进而驱动所述磁力线圈上下移动;所述磁力线圈通过磁力耦合带动所述衔铁上下移动,进而带动所述中子吸收体与所述跟随体燃料组件的上下移动。步进电机和磁力线圈通电,步进电机转动时,带动所述磁力线圈和衔铁向上移动,从而引导所述跟随体燃料组件与所述中子吸收体向上移动,引入正反应性,实现开堆;磁力线圈断电时,在重力作用下,所述跟随体燃料组件与所述中子吸收体向下移动,引入负反应性,实现停堆。
在本发明实施例中,所述跟随体燃料组件中的燃料芯体为U3Si2-A1弥散体,所述中子吸收体为铪。
所述水力驱动停堆包括2个水力停堆机构,各所述水力停堆机构包括:一个与活塞连接的安全棒(包括中子吸收体),放置有活塞的活塞缸;泵,与管路连接,所述泵由电控板控制,用于与阀门配合,将重水注入或者排出所述活塞缸;设置有阀门的管路,与所述活塞缸连接,所述管路用于实现所述重水的循环。泵通电后启动,所述阀门关闭,泵向所述活塞缸底部注入重水,活塞处压力上升,从而提升所述活塞,所述中子吸收体跟随所述活塞向上移动,引入正反应性,实现开堆;泵断电后停止运行,所述阀门开启,所述重水排出所述活塞缸,活塞处压力下降,在重力作用下,活塞下降,所述中子吸收体进入反应堆堆芯,引入负反应性,实现停堆。
此外,本发明实施例还提供了一种停堆方法,应用于前述停堆装置中,停堆装置包括CARR保护系统和ATWS缓解系统,图2为本发明实施例的停堆方法的步骤示意图,如图2所示,所述停堆方法包括以下步骤:
S1、判断所述CARR保护系统是否满足第一状态、以及所述ATWS缓解系统是否满足第一状态的部分状态,若所述CARR保护系统满足第一状态、和/或所述ATWS缓解系统满足部分状态,则CARR保护系统和/或所述ATWS缓解系统发出停堆信号,进行第一停堆处理;
S2、若所述CARR保护系统满足第一状态、和/或所述ATWS缓解系统满足部分状态,且CARR保护系统和/或ATWS缓解系统未完成第一停堆处理,则判断所述ATWS缓解系统是否满足第二状态,若满足,则发出重水排出信号,ATWS缓解系统进行第二停堆处理。
其中,所述第一停堆处理包括磁力驱动停堆和水力驱动停堆;所述第二停堆处理指排重水停堆处理。
所述第一状态指反应堆的至少一项参数达到所述参数对应的第一阈值,所述第一状态具体指:
指靶水压力<0.298MPa、靶水流量<42.5m3/h、水核功率比>121%、重水核功率比>7.5%、堆进口压力<0.60MPa、导流箱温变率>10℃/10s、旁路流量<212.5m3/h、堆进口流量<2027m3/h、导流箱温度>65℃、重水进口温变>8℃/10s、重水出口温度>60℃、堆芯出口温度>65℃、堆芯温差(0.4141NPo+0.6)℃、核功率>1.10NPo、反应堆周期<10s、重水温差>(0.1791NPo+0.6)℃、重水流量<255ma/h、二回路压力<0.26MPa、电源频率<45.0Hz、冷却剂剂量>33600μGy/h、池水上方剂量>2100μGy/h、冷源故障为OFF、考验回路故障为OFF、两路外电源中的一路或两路外电源的状态为OFF;
所述部分状态指所述参数的部分参数达到所述部分参数对应的第一阈值,所述部分状态具体指:部分参数指核功率>1.10NPo、反应堆周期<10s、堆芯出口温度>65℃、冷却剂剂量率>33600μGy/h和两路外电源中的一路或两路外电源的状态为OFF;
所述第二状态指所述部分参数达到所述部分参数对应的第二阈值,所述第二状态具体指部分参数指核功率>1.15NPo、反应堆周期<8s、堆芯出口温度>70℃、冷却剂剂量率>44800μGy/h和两路外电源状态均为OFF。
综上,本发明的停堆装置及方法,当CARR保护系统和/或ATWS缓解系统分别满足第一状态和/或部分状态时,能够实现第一停堆处理,防止了CARR保护系统和ATWS缓解系统中的任一个由于电子学线路故障问题不能进行第一停堆处理的情况。更进一步地,若CARR保护系统和/或ATWS缓解系统分别满足第一状态和/或部分状态,却未完成第一停堆处理,且ATWS缓解系统满足第二状态时,即反应堆的参数进一步恶化,ATWS缓解系统立即进行紧急快速的第二停堆处理即排重水停堆处理,从而防止CARR保护系统和/或ATWS缓解系统由于卡棒引发的第一停堆处理失败。由此,本申请基于独立、冗余、多样性、故障安全等原则,提高了事故时停闭反应堆的可靠性,保证了停堆装置及方法的可靠性。
除非有所知名为相反之意,本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值,能够根据通过本发明的内容所得的所需特性改变。具体而言,所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字,应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下,其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10%的变化、在一些实施例中±5%的变化、在一些实施例中±1%的变化、在一些实施例中±0.5%的变化。
再者,“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词,以修饰相应的元件,其本身并不意味着该元件有任何的序数,也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序,该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种停堆装置,包括CARR保护系统和ATWS缓解系统,所述CARR保护系统和ATWS缓解系统分别包括第一判断模块和第二判断模块,其中,
所述第一判断模块,用于判断所述CARR保护系统是否满足第一状态;所述第二判断模块判断所述ATWS缓解系统是否满足第一状态的部分状态,若所述CARR保护系统满足第一状态、和/或所述ATWS缓解系统满足部分状态,则CARR保护系统和/或所述ATWS缓解系统发出停堆信号,进行第一停堆处理;
若所述CARR保护系统满足第一状态、和/或所述ATWS缓解系统满足部分状态,且CARR保护系统和/或ATWS缓解系统未完成第一停堆处理,则第二判断模块判断所述ATWS缓解系统是否满足第二状态,若满足,则ATWS缓解系统发出重水排出信号,排出反射层重水,进行第二停堆处理;
其中,所述第一停堆处理包括磁力驱动停堆和水力驱动停堆;所述第二停堆处理指排重水停堆处理;
所述停堆装置还包括:电控板,用于控制所述停堆装置内部的通断电;
所述磁力驱动停堆包括4个磁力停堆机构,各所述磁力停堆机构包括:一个步进电机;一个补偿/调节棒,其包括中子吸收体、跟随体燃料组件、连杆、衔铁、包容衔铁的密封筒;以及设置于所述密封筒外部的磁力线圈,
其中,所述步进电机由所述电控板驱动,带动齿轮齿条进而驱动所述磁力线圈上下移动;所述磁力线圈通过磁力耦合带动所述衔铁上下移动,进而带动所述中子吸收体与所述跟随体燃料组件的上下移动;
所述步进电机和磁力线圈通电,步进电机转动,带动所述磁力线圈和衔铁向上移动,从而引导所述跟随体燃料组件与所述中子吸收体向上移动,引入正反应性,实现开堆;
所述磁力线圈断电,在重力作用下,所述跟随体燃料组件与所述中子吸收体向下移动,引入负反应性,实现停堆;
所述水力驱动停堆包括水力停堆机构,所述水力停堆机构包括安全棒,当所述水力停堆机构失电后,所述安全棒在重力作用下进入反应堆堆芯,实现停堆;
所述第一状态指反应堆的至少一项参数达到所述参数对应的第一阈值,所述第一状态具体指:
指靶水压力<0.298MPa、靶水流量<42.5m3/h、水核功率比>121%、重水核功率比>7.5%、堆进口压力<0.60MPa、导流箱温变率>10℃/10s、旁路流量<212.5m3/h、堆进口流量<2027m3/h、导流箱温度>65℃、重水进口温变>8℃/10s、重水出口温度>60℃、堆芯出口温度>65℃、堆芯温差(0.4141NPo+0.6)℃、核功率>1.10NPo、反应堆周期<10s、重水温差>(0.1791NPo+0.6)℃、重水流量<255m3/h、二回路压力<0.26MPa、电源频率<45.0Hz、冷却剂剂量>33600μGy/h、池水上方剂量>2100μGy/h、冷源故障为OFF、考验回路故障为OFF、两路外电源中的一路或两路外电源的状态为OFF;
所述部分状态指所述参数的部分参数达到所述部分参数对应的第一阈值,所述部分状态具体指:部分参数指核功率>1.10NPo、反应堆周期<10s、堆芯出口温度>65℃、冷却剂剂量率>33600μGy/h和两路外电源中的一路或两路外电源的状态为OFF;
所述第二状态指所述部分参数达到所述部分参数对应的第二阈值,所述第二状态具体指部分参数指核功率>1.15NPo、反应堆周期<8s、堆芯出口温度>70℃、冷却剂剂量率>44800μGy/h和两路外电源状态均为OFF。
2.根据权利要求1所述的停堆装置,其中,所述CARR保护系统还设置有三个独立的保护通道,当至少两个所述保护通道处于第一状态,则所述CARR保护系统发出停堆信号;
所述ATWS缓解系统还设置有三个独立的通道,当至少两个所述通道处于部分状态时,则所述ATWS缓解系统发出停堆信号;当至少两个所述通道处于第二状态时,则所述ATWS缓解系统发出重水排出信号。
3.根据权利要求1所述的停堆装置,其中,所述排重水停堆处理指所述ATWS缓解系统根据所述重水停堆信号排出反应堆反射层中的重水,实现所述反应堆的停堆。
4.根据权利要求1所述的停堆装置,其中,所述跟随体燃料组件的燃料芯体为U3Si2-Al弥散体,所述中子吸收体为铪。
5.根据权利要求2所述的停堆装置,其中,所述水力驱动停堆包括2个水力停堆机构,各所述水力停堆机构包括:
放置有活塞的活塞缸;
泵,与管路连接,所述泵由电控板控制,用于与阀门配合,将重水注入或者排出所述活塞缸;
与所述活塞连接的安全棒,其包括中子吸收体,跟随所述活塞的移动而移动;
设置有阀门的管路,与所述活塞缸连接,所述管路用于实现所述重水的循环;
所述泵通电后启动,所述阀门关闭,泵向所述活塞缸底部注入重水,活塞处压力上升,从而提升所述活塞,所述中子吸收体跟随所述活塞向上移动,引入正反应性,实现开堆;
所述泵断电后停止运行,所述阀门开启,所述重水排出所述活塞缸,活塞处压力下降,在重力作用下,活塞下降,所述中子吸收体进入反应堆堆芯,引入负反应性,实现停堆。
6.一种停堆方法,应用于停堆装置中,所述停堆装置包括CARR保护系统和ATWS缓解系统,所述停堆方法包括:
判断所述CARR保护系统是否满足第一状态、以及所述ATWS缓解系统是否满足第一状态的部分状态,若所述CARR保护系统满足第一状态、和/或所述ATWS缓解系统满足部分状态,则CARR保护系统和/或所述ATWS缓解系统发出停堆信号,进行第一停堆处理;
若所述CARR保护系统满足第一状态、和/或所述ATWS缓解系统满足部分状态,且CARR保护系统和/或ATWS缓解系统未完成第一停堆处理,则判断所述ATWS缓解系统是否满足第二状态,若满足,则ATWS缓解系统发出重水排出信号,排出反射层重水,进行第二停堆处理;
其中,所述第一停堆处理包括磁力驱动停堆和水力驱动停堆;所述第二停堆处理指排重水停堆处理;
所述停堆装置还包括:电控板,用于控制所述停堆装置内部的通断电;
所述磁力驱动停堆包括4个磁力停堆机构,各所述磁力停堆机构包括:一个步进电机;一个补偿/调节棒,其包括中子吸收体、跟随体燃料组件、连杆、衔铁、包容衔铁的密封筒;以及设置于所述密封筒外部的磁力线圈,
其中,所述步进电机由所述电控板驱动,带动齿轮齿条进而驱动所述磁力线圈上下移动;所述磁力线圈通过磁力耦合带动所述衔铁上下移动,进而带动所述中子吸收体与所述跟随体燃料组件的上下移动;
所述步进电机和磁力线圈通电,步进电机转动,带动所述磁力线圈和衔铁向上移动,从而引导所述跟随体燃料组件与所述中子吸收体向上移动,引入正反应性,实现开堆;
所述磁力线圈断电,在重力作用下,所述跟随体燃料组件与所述中子吸收体向下移动,引入负反应性,实现停堆;
所述水力驱动停堆包括水力停堆机构,所述水力停堆机构包括安全棒,当所述水力停堆机构失电后,所述安全棒在重力作用下进入反应堆堆芯,实现停堆;
所述第一状态指反应堆的至少一项参数达到所述参数对应的第一阈值,所述第一状态具体指:
指靶水压力<0.298MPa、靶水流量<42.5m3/h、水核功率比>121%、重水核功率比>7.5%、堆进口压力<0.60MPa、导流箱温变率>10℃/10s、旁路流量<212.5m3/h、堆进口流量<2027m3/h、导流箱温度>65℃、重水进口温变>8℃/10s、重水出口温度>60℃、堆芯出口温度>65℃、堆芯温差(0.4141NPo+0.6)℃、核功率>1.10NPo、反应堆周期<10s、重水温差>(0.1791NPo+0.6)℃、重水流量<255m3/h、二回路压力<0.26MPa、电源频率<45.0Hz、冷却剂剂量>33600μGy/h、池水上方剂量>2100μGy/h、冷源故障为OFF、考验回路故障为OFF、两路外电源中的一路或两路外电源的状态为OFF;
所述部分状态指所述参数的部分参数达到所述部分参数对应的第一阈值,所述部分状态具体指:部分参数指核功率>1.10NPo、反应堆周期<10s、堆芯出口温度>65℃、冷却剂剂量率>33600μGy/h和两路外电源中的一路或两路外电源的状态为OFF;
所述第二状态指所述部分参数达到所述部分参数对应的第二阈值,所述第二状态具体指部分参数指核功率>1.15NPo、反应堆周期<8s、堆芯出口温度>70℃、冷却剂剂量率>44800μGy/h和两路外电源状态均为OFF。
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