CN219040083U - 一种反应堆冷却剂泵停运触发装置及保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开反应堆冷却剂泵停运触发装置及保护系统，设置专门针对安注信号触发冷却剂泵停运的压差采集单元和停泵逻辑电路，触发单元通过停泵逻辑电路同时获取安注信号和各冷却环路上冷却剂泵的进出口压差低信号后触发停泵，以保障冷却剂泵停运信号的准确性；还提供反应堆保护系统，通过对反应堆保护系统进行结构上的改进，通过设置独立的流量计采集流量和独立的反应堆冷却剂泵停运触发装置，反应堆冷却剂泵停运触发装置专注于与安注信号进行冷却剂泵停运的触发操作，流量计专门采集流量，不仅保证了冷却剂泵停运的触发操作信号的准确性和流量测量的准确度，同时还使反应堆保护系统中的设备仪表大大减少，精简系统结构，节约成本。

Description

一种反应堆冷却剂泵停运触发装置及保护系统

技术领域

本实用新型涉及反应堆冷却技术领域，具体涉及一种反应堆冷却剂泵停运触发装置及保护系统。

背景技术

根据压水堆核电厂的事故分析结果，在发生中破口失水事故(LOCA)时，为了降低冷却剂丧失速率，提高安全裕量，延长操作员不干预时间，需及时停运反应堆冷却剂泵。因此，在反应堆保护系统中，设计人员增设了安注信号与两台反应堆冷却剂泵进出口压差低符合触发停泵功能。

传统的核电机组测量冷却回路主泵的进出口压差后不仅用于LOCA事故下触发反应堆冷却剂泵停运，还用于进行反应堆冷却系统主管道流量的测量，冷却剂流量为RCS重要系统参数之一，对于反应堆运行至关重要，导致各反应堆冷却环路中需要设置多组压差传感器进行准确的压差采集，还需要安装多个调试设备进行调试；在采集的压差用于LOCA事故下触发反应堆冷却剂泵停运过程中，传统的触发装置是在冷却回路主泵的进出口压差达到触发阈值后就触发，存在一定的误触发风险。

同时根据实际调试经验，基于主泵进出口压差实现反应堆冷却系统主管道流量测量的方式，在反应堆稳态运行时流量测量值会出现波动，容易导致误停堆，影响电厂的可用性和经济性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：传统的核电机组测量冷却回路主泵的进出口压差后不仅用于LOCA事故下触发反应堆冷却剂泵停运，还用于进行反应堆冷却系统主管道流量的测量，需要在冷却回路设置多组仪器设备；且在LOCA事故下触发反应堆冷却剂泵停运过程中存在一定的误触发风险。本实用新型目的在于提供一种反应堆冷却剂泵停运触发装置，设置专门针对安注信号触发冷却剂泵停运的压差采集单元和停泵逻辑电路，触发单元通过停泵逻辑电路同时获取安注信号和各冷却环路上冷却剂泵的进出口压差低信号后触发停泵，以保障冷却剂泵停运信号的准确性。本实用新型还提供一种反应堆保护系统，通过设置独立的流量计采集流量和独立的反应堆冷却剂泵停运触发装置，不仅保证了冷却剂泵停运的触发操作信号的准确性和流量测量的准确度，避免了主泵进出口压差实现流量测量的方式下流量测量值在反应堆稳态运行时出现波动导致误停堆的问题，同时还使反应堆保护系统中的设备(调试仪表和压差采集器)大大减少，精简系统结构，节约成本。

本实用新型通过下述技术方案实现：

本方案提供一种反应堆冷却剂泵停运触发装置，包括：

压差采集单元，装配在反应堆各冷却环路上，用于采集反应堆各冷却环路上冷却剂泵的进出口压差；

安注信号采集单元，装配在反应堆保护系统，用于采集安注触发信号；

触发单元，包括停泵逻辑电路；所述触发单元用于将安注信号和各冷却环路上冷却剂泵的进出口压差输入停泵逻辑电路后触发停泵信号。

工作原理：在采集冷却剂泵的压差用于LOCA事故下触发反应堆冷却剂泵停运过程中，传统的触发装置是在冷却回路主泵的进出口压差达到触发阈值后就触发，存在一定的误触发风险。本方案设置专门针对安注信号触发冷却剂泵停运的压差采集单元和停泵逻辑电路，触发单元通过停泵逻辑电路同时获取安注信号和各冷却环路上冷却剂泵的进出口压差低信号后触发停泵，以保障冷却剂泵停运信号的准确性。

为了在发生中破口失水事故时，确保反应堆冷却剂泵进出口压差低信号能够正确触发，保证安注信号与两台反应堆冷却剂泵进出口压差低符合触发反应堆冷却剂泵停运功能能够正确执行，本方案增设了安注信号采集单元，安注信号采集单元采集安注信号与压差采集单元采集反应堆冷却剂泵进出口压差低的信号，当两个信号均满足停泵逻辑电路的条件后符合触发停泵功能，触发停泵。进一步优化方案为，所述反应堆各冷却环路都引出采集支路，采集支路的输入端与冷却剂泵的输出口连接，采集支路的输出端与冷却剂泵的输入口连接；压差采集单元装配在采集支路上。

进一步优化方案为，所述压差采集单元包括第一压差采集器和第二压差采集器，第一压差采集器与第二压差采集器并联后装配在采集支路。

进一步优化方案为，所述停泵逻辑电路包括：第一三取二逻辑门，第二三取二逻辑门、第一与门和第一或门；

反应堆三条冷却环路上的第一压差采集器分别连接第一三取二逻辑门的三个输入端，反应堆三条冷却环路上的第二压差采集器分别连接第二三取二逻辑门的三个输入端，第一三取二逻辑门的输出端和第二三取二逻辑门输出端分别连接第一或门的两个输入端，第一或门的输出端和安注信号采集单元分别连接第一与门的两个输入端，第一与门输出触发停泵信号。

为了实现反应堆冷却剂泵进出口压差的监测功能，同时提高反应堆保护系统的可靠性，并兼顾核电厂的经济性与可维护性，针对三环路核电厂，本方案在每台反应堆冷却剂泵进出口设置两个压差测量传感器用于测量压差，三条环路共设置六个压差测量传感器。

进一步优化方案为，所述第一压差采集器和第二压差采集器分别由不同的电源进行供电。

进一步优化方案为，还包括连接在压差采集单元与触发单元之间的比较器，所述比较器用于将压差采集单元采集的压差信号与预设的阈值进行比较。

进一步优化方案为，所述触发单元还包括执行机构，所述执行机构连接在停泵逻辑电路的输出端，执行机构用于根据停泵逻辑电路输出的停泵信号触发停泵。

本方案针对每条反应堆冷却剂环路的同一参数，设置两个压差采集器：同一反应堆冷却剂环路上用于测量同一参数的两个压差采集器及其信号处理设备应采用不同的电源供电；三条环路各取一个压差采集器的测量参数进行“三取二”处理，形成两个“三取二”逻辑表决；然后再对这两个“三取二”逻辑表决结果进行“或”逻辑处理，生成最终的参数处理结果与安注信号符合用于触发反应堆冷却泵停运；在进行“或”逻辑处理前，用于产生测量信号进行“三取二”逻辑表决的两组压差采集器及其配套设备的供电应不相同。在始发事件导致一个环路的测量仪表损坏时(例如，反应堆冷却剂主管道破口发生在仪表布置位置附近时，泄漏的高温高压冷却剂会将测量仪表损坏)，剩余的测量仪表及相关设备仍能满足单一故障准则，确保反应堆保护系统能够稳定可靠运行。针对同一参数，每条冷却剂环路只配备两个压差采集器，使得一回路参数测量系统的配置更为简单，对提升反应堆的经济性与维护可达性有利。在满足反应堆保护系统设计要求的基础上，简化了反应堆保护系统设计，有利于提高核电厂的经济性与可维护性。

本方案还提供一种反应堆保护系统，包括流量计和上述方案所述的反应堆冷却剂泵停运触发装置；反应堆各冷却环路的主管道上设置n个流量计，流量计用于采集反应堆各冷却环路中的流量。

根据实际调试经验，基于主泵进出口压差实现反应堆冷却系统主管道流量测量的方式，在反应堆稳态运行时流量测量值会出现波动，容易导致误停堆，影响电厂的可用性和经济性,本方案结合实际工程设计经验和机组运行经验反馈，对传统的反应堆保护系统进行改进，通过使用反应堆冷却剂泵停运触发装置精简整合主泵进出口压差测量，在反应堆各冷却环路的主管道上独立设置流量计采集反应堆各冷却环路中的流量，一方面减少反应堆保护系统中的设备(调试仪表和压差采集器)，还以流量计直接采集的方式实现RCS流量测量，保证冷却剂泵停运的触发操作信号的准确性和流量测量的准确度，避免了主泵进出口压差实现流量测量的方式下流量测量值在反应堆稳态运行时出现波动导致误停堆的问题。

进一步优化方案为，n-1个流量计位于主管道的弯道内侧，且位于同一主管道截面上，相邻两个流量计间隔至少15°；1个流量计位于主管道的弯道外侧。其中n取4，4个压差测量传感器进行每条冷却环路流量的测量，采用4去2逻辑获取环路流量。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型提供一种反应堆冷却剂泵停运触发装置，设置专门针对安注信号触发冷却剂泵停运的压差采集单元和停泵逻辑电路，触发单元通过停泵逻辑电路同时获取安注信号和各冷却环路上冷却剂泵的进出口压差低信号后触发停泵，以保障冷却剂泵停运信号的准确性。

本实用新型还提供一种反应堆保护系统，通过对反应堆保护系统进行结构上的改进，通过设置独立的流量计采集流量和独立的反应堆冷却剂泵停运触发装置，使得二者独立工作：反应堆冷却剂泵停运触发装置专注于与安注信号进行冷却剂泵停运的触发操作，流量计专门采集流量，不仅保证了冷却剂泵停运的触发操作信号的准确性和流量测量的准确度，同时还使反应堆保护系统中的设备(调试仪表和压差采集器)大大减少，精简系统结构，节约成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为反应堆冷却剂泵停运触发装置结构示意图；

图2为反应堆冷却剂泵停运触发装置具体结构示意图；

图3为实施例2反应堆冷却剂流量低停堆逻辑示意图；

附图中标记及对应的零部件名称：

1-第一压差采集器，2-第二压差采集器，3-安注信号采集单元，4-压差采集单元，5-触发单元，6-执行机构，7-流量计，8-主管道。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

本实施例提供一种反应堆冷却剂泵停运触发装置，如图1所示，包括：

压差采集单元4，装配在反应堆各冷却环路上，用于采集反应堆各冷却环路上冷却剂泵的进出口压差；

安注信号采集单元3，装配在反应堆安注系统，用于采集安注触发信号；

触发单元5，包括停泵逻辑电路；所述触发单元5用于将安注信号和各冷却环路上冷却剂泵的进出口压差输入停泵逻辑电路后触发停泵信号。

所述反应堆各冷却环路都引出采集支路，采集支路的输入端与冷却剂泵的输出口连接，采集支路的输出端与冷却剂泵的输入口连接；压差采集单元4装配在采集支路上。

所述压差采集单元4包括第一压差采集器1和第二压差采集器2，第一压差采集器1与第二压差采集器2并联后装配在采集支路。

如图2所述停泵逻辑电路包括：第一三取二逻辑门，第二三取二逻辑门、第一与门和第一或门；

反应堆三条冷却环路上的第一压差采集器分别连接第一三取二逻辑门的三个输入端，反应堆三条冷却环路上的第二压差采集器分别连接第二三取二逻辑门的三个输入端，第一三取二逻辑门的输出端和第二三取二逻辑门输出端分别连接第一或门的两个输入端，第一或门的输出端和安注信号采集单元分别连接第一与门的两个输入端，第一与门输出触发停泵信号。

所述第一压差采集器1和第二压差采集器2分别由不同的电源进行供电。

还包括连接在压差采集单元与触发单元之间的比较器，所述比较器用于将压差采集单元采集的压差信号与预设的阈值进行比较。

所述触发单元还包括执行机构6，所述执行机构6连接在停泵逻辑电路的输出端，执行机构6用于根据停泵逻辑电路输出的停泵信号触发停泵。

所述第一压差采集器1和第二压差采集器2分别由不同的电源进行供电。

实施例2

核电机组采用测量冷却回路主泵的进出口压差进行反应堆冷却剂系统主管道流量的测量以及中LOCA事故下自动停运主泵。对于的流量测量是通过每台主泵进出口的设置多台压差测量传感器，通过压差流量间的关系计算获得反应堆冷却剂系统流量，这种流量测量的方式存在如下问题：

1)当反应堆保护系统执行偏环运行时或系统阻力有所改变的情况下，运行环路显示的流量值与实际流量值趋势相反，如偏环运行时运行环路流量增加，而采用传统方法得到的流量降低。

2)系统运行中，冷却回路主泵进出口压差测量值存在明显波动，影响流量测量准确度。

3)冷却回路主泵憧转试验中，只能用冷却回路主泵转速下降曲线代表系统流量下降。

4)需要安装多个调试仪表进行调试。

鉴于当前反应堆保护系统流量测量存在上述问题，有必要进行RCS流量测量改进，以提高RCS各环路内反应堆冷却剂流量测量的准确性。

因此本实施例提供一种反应堆保护系统，包括流量计6和上一实施例所述的反应堆冷却剂泵停运触发装置；所述流量计6装设在反应堆各冷却环路上，用于采集反应堆各冷却环路中的流量。

其中n取4，且若主管道具有弯管段，流量计都设置在主管道的弯管段上，否则流量计直接设置在主管道上。

3个流量计6位于主管道7的弯道内侧，且位于同一主管道截面上，相邻两个流量计间隔至少15°；1个流量计位于主管道的弯道外侧。如图3所示，4个压差测量传感器进行每条冷却环路流量的测量，每条冷却环路的4个流量信号进行2/4逻辑处理后，形成“环路冷却剂流量低”信号。其中，“环路冷却剂流量低1”信号用于触发停堆。

通过对反应堆保护系统进行结构上的改进，通过设置独立的流量计采集流量和独立的反应堆冷却剂泵停运触发装置，使得二者独立工作：反应堆冷却剂泵停运触发装置专注于与安注信号进行冷却剂泵停运的触发操作，流量计专门采集流量，不仅保证了冷却剂泵停运的触发操作信号的准确性和流量测量的准确度，同时还使反应堆保护系统中的设备(调试仪表和压差采集器)大大减少，精简系统结构，节约成本。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、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，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种反应堆冷却剂泵停运触发装置，其特征在于，包括：

压差采集单元（4），装配在反应堆各冷却环路上，用于采集反应堆各冷却环路上冷却剂泵的进出口压差；

安注信号采集单元（3），装配在反应堆保护系统，用于采集安注触发信号；

触发单元（5），包括停泵逻辑电路；所述触发单元用于将安注信号和各反应堆冷却剂环路上冷却剂泵的进出口压差输入停泵逻辑电路后得到停泵信号。

2.根据权利要求1所述的一种反应堆冷却剂泵停运触发装置，其特征在于，所述反应堆冷却环路都引出采集支路，采集支路的输入端与冷却剂泵的输出口连接，采集支路的输出端与冷却剂泵的输入口连接；压差采集单元装配在采集支路上。

3.根据权利要求2所述的一种反应堆冷却剂泵停运触发装置，其特征在于，所述压差采集单元(4)包括第一压差采集器(1)和第二压差采集器(2)，第一压差采集器(1)与第二压差采集器(2)并联后装配在采集支路。

4.根据权利要求3所述的一种反应堆冷却剂泵停运触发装置，其特征在于，所述停泵逻辑电路包括：第一三取二逻辑门，第二三取二逻辑门、第一与门和第一或门；

反应堆三条冷却环路上的第一压差采集器分别连接第一三取二逻辑门的三个输入端，反应堆三条冷却环路上的第二压差采集器分别连接第二三取二逻辑门的三个输入端，第一三取二逻辑门的输出端和第二三取二逻辑门输出端分别连接第一或门的两个输入端，第一或门的输出端和安注信号采集单元分别连接第一与门的两个输入端，第一与门输出触发停泵信号。

5.根据权利要求3所述的一种反应堆冷却剂泵停运触发装置，其特征在于，所述第一压差采集器(1)和第二压差采集器(2)分别由不同的电源进行供电。

6.根据权利要求3所述的一种反应堆冷却剂泵停运触发装置，其特征在于，还包括连接在压差采集单元（4）与触发单元（5）之间的比较器，所述比较器用于将压差采集单元采集的压差信号与预设的阈值进行比较。

7.根据权利要求3所述的一种反应堆冷却剂泵停运触发装置，其特征在于，所述触发单元（5）还包括执行机构（6），所述执行机构（6）连接在停泵逻辑电路的输出端，执行机构（6）用于根据停泵逻辑电路输出的停泵信号触发停泵。

8.一种反应堆保护系统，其特征在于，包括流量计和权利要求1-7任一所述的反应堆冷却剂泵停运触发装置；反应堆各冷却环路的主管道上设置n个流量计，流量计用于采集反应堆各冷却环路中的流量。

9.根据权利要求8所述的一种反应堆保护系统，其特征在于，n-1个流量计位于主管道的弯道内侧，且位于同一主管道截面上，相邻两个流量计间隔至少15°；1个流量计位于主管道的弯道外侧。

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