CN110415848B - 一种应对排热减少叠加swccf事故的保护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应对排热减少叠加SWCCF事故的保护系统，所述保护系统用于在核电厂发生一回路排热减少的事故，且核电厂的安全级平台发生SWCCF的工况下，且反应堆主保护系统丧失保护功能，对核电厂进行保护，所述保护系统包括：测量单元，所述测量单元用于测量核电厂的相关安全数据；处理传输通道，所述处理传输通道用于将测量获得的相关安全数据进行处理，并将处理后的数据传递给控制单元；控制单元，所述控制单元用于将传输通道处理后的数据进行逻辑判断，基于判断的结果对核电厂进行保护操作；能够在主保护系统失效时触发紧急停堆、启动辅助给水系统，避免核电厂失去保护，从而保证堆芯的安全和安全壳的完整性。

Description

一种应对排热减少叠加SWCCF事故的保护系统
技术领域
本发明涉及压水堆核电厂安全保护领域，具体地，涉及一种应对排热减少叠加SWCCF事故的保护系统。
背景技术
对于反应堆保护系统采用数字化控制系统(DCS)的核电厂，正常情况下发生外部负荷丧失、汽轮机事故停机、电厂辅助设备非应急交流电源丧失、正常给水流量丧失、主给水系统管道破裂等一回路排热减少的事故时，安全级平台的反应堆保护系统(RPS)将实现触发紧急停堆系统和驱动专设安全设施的功能。由于某些不可预知的软件错误或者系统层面的故障导致DCS系统发生软件共模故障(SWCCF)时，RPS系统功能丧失，自动触发的安全功能都基本失效，主要包括：紧急停堆保护、启动辅助给水系统等，有可能造成堆芯损坏及一回路压力边界的损坏。
发明内容
为了应对核电厂发生一回路排热减少事故时反应堆保护系统发生软件共模故障不能提供正常保护功能的情况，本申请设计了独立于安全级平台之外的多样化保护系统，对核电厂提供多样化保护，从而确保核电厂安全。
本发明提供了压水堆核电厂(站)的一种保护系统。提出设置独立于安全级平台之外的多样化保护系统缓解一回路排热减少叠加安全级平台SWCCF事故的后果，将反应堆及核电厂维持在一定的安全状态。
为实现上述发明目的，本申请提供了一种应对排热减少叠加SWCCF事故的保护系统，所述保护系统用于在核电厂发生一回路排热减少的事故，且核电厂的安全级平台发生SWCCF的工况下，且反应堆主保护系统丧失保护功能，对核电厂进行保护，所述保护系统包括：
测量单元，所述测量单元用于测量核电厂的相关安全数据；
处理传输通道，所述处理传输通道用于将测量获得的相关安全数据进行处理，并将处理后的数据传递给控制单元；
控制单元，所述控制单元用于将传输通道处理后的数据进行逻辑判断，基于判断的结果对核电厂进行保护操作。
优选的，所述保护系统与核电厂的安全级平台互相独立。
优选的，测量单元用于测量核电厂的稳压器压力、蒸汽发生器水位。
优选的，所述处理传输通道用于将测量获得的相关安全数据进行处理，具体包括：接收稳压器压力信号，对接收的信号进行采集、运算和定值比较，产生用于逻辑表决的信号，在满足规定的逻辑组合要求时发出停堆信号；接收蒸汽发生器水位信号，对接收的信号进行采集、运算和定值比较，产生用于逻辑表决的信号，在满足规定的逻辑组合要求时发出辅助给水泵启动信号。
优选的，控制单元用于在稳压器压力高于阈值时，触发紧急停堆；以及用于当蒸汽发生器水位在一段时间内低于阈值时触发辅助给水泵启动。
优选的，对核电厂进行保护操作，具体包括：紧急停堆的操作、启动辅助给水泵的操作。
优选的，所述测量单元具体包括：稳压器压力测量变送器，取压口位于稳压器上部汽空间，用仪表管将稳压器压力引入安装于安全壳内的压力变送器测量稳压器压力；蒸汽发生器水位测量变送器，测量的是蒸汽发生器下降段液柱上下端的压差，在蒸汽发生器壳体设置有不同高度的水位表接管与蒸汽发生器下降段联通，将蒸汽发生器下降段液柱上下端压力引入蒸汽发生器水位测量变送器，经过转化处理为液柱高度，从而获得蒸汽发生器的水位。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
该发明通过设置安全级平台之外多样化保护系统，能够在一回路排热减少叠加安全级平台SWCCF事故下触发紧急停堆、启动辅助给水系统，从而保证核电厂的安全。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
图1是本申请中应对排热减少叠加SWCCF事故的保护系统的组成示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
请参考图1，本申请提供了一种应对排热减少叠加SWCCF事故的保护系统，所述保护系统用于在核电厂发生一回路排热减少的事故，且核电厂的安全级平台发生SWCCF的工况下，且反应堆主保护系统丧失保护功能，对核电厂进行保护，所述保护系统包括：
测量单元，所述测量单元用于测量核电厂的相关安全数据；
处理传输通道，所述处理传输通道用于将测量获得的相关安全数据进行处理，并将处理后的数据传递给控制单元；
控制单元，所述控制单元用于将传输通道处理后的数据进行逻辑判断，基于判断的结果对核电厂进行保护操作。
发生一回路排热减少叠加安全级平台SWCCF事故后，安全级平台的保护系统失效，即丧失触发反应堆紧急停堆、启动辅助给水等功能，核电厂丧失安全保护。
在安全级平台之外设置多样化的保护系统，该系统不受安全级平台SWCCF事故的影响，能够在安全级平台失效时对核电厂进行保护。通过分析在满足核电厂安全的前提下，在多样化保护系统中设置最少的保护功能，使多样化保护系统最小化；合理设计多样化保护信号整定值避免与主保护系统产生冲突。针对一回路排热减少事故，设置了下列必要的保护信号：1)稳压器压力高信号触发紧急停堆；2)蒸汽发生器水位低信号(连续出现一段时间)触发辅助给水泵启动。能够保证在发生一回路排热减少叠加安全级平台SWCCF事故时触发紧急停堆降低反应堆功率，启动辅助给水泵向蒸汽发生器供应给水，保证堆芯余热能够持续导出，确保堆芯和一回路压力边界的完整性不被破坏。
系统组成：
多样化的保护设置涉及的主要系统/设备包括测量单元、处理传输通道和控制单元。
测量单元对反应堆核功率、稳压器压力、蒸汽发生器水位进行持续的测量。
处理传输通道将测量参数进行处理，并传递给控制单元。
控制单元是“稳压器压力高触发紧急停堆”、“蒸汽发生器水位低(连续出现一段时间)触发辅助给水系统启动”。
多样化的测量系统、处理传输通道和控制逻辑能够在发生一回路排热减少叠加安全级平台SWCCF事故后触发紧急停堆、启动辅助给水系统，从而保证堆芯的安全和一回路压力边界的完整性。
本保护系统能够对核电厂进行多样化保护，自动触发，自动动作，相关系统和设备不受主保护系统软件共模故障的影响，在反应堆参数达到整定值后触发自动保护信号，执行相应的自动动作。具体运行流程如下：
当核电厂安全级平台发生SWCCF，反应堆主保护系统丧失保护功能；同时叠加发生导致蒸汽发生器排热能力减少的事故，使得一回路的热量不能及时导出，导致反应堆冷却剂的温度和压力上升。当稳压器压力增加到停堆整定值时多样化保护系统触发紧急停堆，控制棒下落降低了反应堆核功率。如果蒸汽发生器二次侧的水装量持续减少、并且水位下降至低水位整定值以下并连续一段时间均低于低水位定值时，多样化保护系统将触发辅助给水系统启动，为蒸汽发生器供应给水，确保二次侧热阱的有效性，使得堆芯余热能够长期持续导出。
在核电厂一回路排热减少叠加安全级平台SWCCF事故下，通过设置安全级平台之外的测量单元、处理传输通道和控制单元，能够在主保护系统失效时触发紧急停堆、启动辅助给水系统，避免核电厂失去保护，从而保证堆芯的安全和安全壳的完整性。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种应对排热减少叠加SWCCF事故的保护系统，其特征在于，所述保护系统用于在核电厂发生一回路排热减少的事故，且核电厂的安全级平台发生SWCCF的工况下，且反应堆主保护系统丧失保护功能，对核电厂进行保护，所述保护系统包括：
测量单元，所述测量单元用于测量核电厂的相关安全数据；测量单元用于测量核电厂的稳压器压力、蒸汽发生器水位；
处理传输通道，所述处理传输通道用于将测量获得的相关安全数据进行处理，并将处理后的数据传递给控制单元；所述处理传输通道用于将测量获得的相关安全数据进行处理，具体包括：接收稳压器压力信号，对接收的信号进行采集、运算和定值比较，产生用于逻辑表决的信号，在满足规定的逻辑组合要求时发出停堆信号；接收蒸汽发生器水位信号，对接收的信号进行采集、运算和定值比较，产生用于逻辑表决的信号，在满足规定的逻辑组合要求时发出辅助给水泵启动信号；
控制单元，所述控制单元用于将传输通道处理后的数据进行逻辑判断，基于判断的结果对核电厂进行保护操作。
2.根据权利要求1所述的应对排热减少叠加SWCCF事故的保护系统，其特征在于，所述保护系统与核电厂的安全级平台互相独立。
3.根据权利要求1所述的应对排热减少叠加SWCCF事故的保护系统，其特征在于，控制单元用于在稳压器压力高于阈值时，触发紧急停堆；以及用于当蒸汽发生器水位在一段时间内低于阈值时触发辅助给水泵启动。
4.根据权利要求1所述的应对排热减少叠加SWCCF事故的保护系统，其特征在于，对核电厂进行保护操作，具体包括：紧急停堆的操作、启动辅助给水泵的操作。
5.根据权利要求1所述的应对排热减少叠加SWCCF事故的保护系统，其特征在于，所述测量单元具体包括：稳压器压力测量变送器，取压口位于稳压器上部汽空间，用仪表管将稳压器压力引入安装于安全壳内的压力变送器测量稳压器压力；蒸汽发生器水位测量变送器，测量的是蒸汽发生器下降段液柱上下端的压差，在蒸汽发生器壳体设置有不同高度的水位表接管与蒸汽发生器下降段联通，将蒸汽发生器下降段液柱上下端压力引入蒸汽发生器水位测量变送器，经过转化处理为液柱高度，从而获得蒸汽发生器的水位。
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