一种基于机组状态的事故诊断方法与流程

本发明属于事故诊断领域，具体涉及一种基于机组状态的事故诊断方法。

背景技术：

核电站或其它领域为应对各种事故工况，除专设安全系统及辅助系统外，还需设计有一套完整的事故处理规程体系，用于事故后的操作员操作。鉴于核电厂或其它领域发生事故情景的多样性与复杂性，事故处理规程体系中对繁复的事故情景进行分类总结，形成若干类别的事故工况，每一类工况具有相似的机组状态或发展趋势，可执行相似的处理步骤进行事故的缓解，用事故处理规程体系中的某一本具体规程进行处理。

事故发生后，对事故工况属于某一类事故类别的甄别即为事故诊断，通常采用一本完整的规程完成，是操作员介入事故处理规程后的首要步骤。事故诊断是事故处理规程体系中十分重要的一环，只有正确的诊断出事故类型并引导进入正确的处理措施规程，才可以行之有效的对事故进行缓解。

事故诊断应与各个具体事故处理规程的适用范围保持一致，事实上各本规程的适用范围应作为制订诊断内容的依据，总体而言，诊断的内容即为机组对各本规程适用范围的事故工况下的自动响应状况，包括机组状态参数的降级情况、安全系统的响应、报警等方面内容。

传统的事件导向诊断存在对于叠加事故处理难以准确诊断和处理的劣势；在此基础上发展的状态导向诊断则存在对于明确的事故工况操作员会对当前事故情景含混不清，处理步骤冗杂，而难以高效的进行事故缓解的劣势；征兆导向诊断存在操作员工作量大，操作员间协调性差的劣势。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种基于机组状态的事故诊断方法，能够覆盖全部事故工况，包括各类叠加事故，事故的诊断参数和诊断阈值能做到单一性和现实性，从而能够快速准确的定位到与当前事故对应的针对性处理措施，可高效率的对事故进行缓解。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于机组状态的事故诊断方法，包括如下步骤：

1)依据事故后果的类型及严重性，将事故工况分成若干事故等级；

2)依据事故等级的边界条件，诊断当前机组状态所属的事故级别；

3)在当前的事故级别中，依据该事故级别对应的典型事故的边界条件判断当前事故是否属于某一典型事故类型；如果当前的事故属于某一典型事故类型，则执行针对于该典型事故类型专属事故处理规程，否则将执行该事故等级下的通用的处理措施。

进一步，步骤2)中，所述事故等级的边界条件是指事故后表征不同事故等级的功能降级或丧失的参数阈值的组合。

进一步，所述不同事故等级的功能降级或丧失的参数及阈值的组合是通过对覆盖事故工况范围全面的事故分析计算迭代总结得到。

进一步，步骤2)中，在诊断当前机组状态所属的事故级别中，事故等级的边界条件应能够明确体现各事故等级之间的边界特征，各事故等级之间的边界特征应满足清晰准确的要求，并应当满足能够包络机组事故后全部安全功能的完整性要求。

进一步，步骤3)中，所述典型事故类型是具有不同且具有代表性的安全功能降级程度特征，这些具有代表性的功能降级组合成为典型事故的边界条件。

进一步，步骤3)中，在典型事故类型的诊断过程中，事故诊断参数及阈值应能够满足仅针对于该典型事故工况存在，即不同事故的诊断之间不存在交叉区域。

本发明的有益技术效果在于：

(1)本发明的事故诊断方法，采用在事故状态分级诊断结构中内嵌典型事故工况诊断的多层级诊断结构，从而可准确的找到专属的事故处理规程并执行具有针对性的处理措施，高效率缓解事故进一步发生；

(2)对事故叠加工况，可通过其所属事故工况层级中的通用事故处理措施进行处理，确保了事故处理规程体系的完整性；

(3)事故规程体系清晰，事故诊断采用单线形式，避免了人员协调不畅的潜在风险；

(4)事故诊断参数阈值通过现实假设与最佳估算模型分析得出，可确保操作员在事故诊断时做出准确的判断。

附图说明

图1是事故等级诊断方法的基本流程图；

图2是典型事故工况诊断方法流程图；

图3是以蒸发器传热管断裂为例说明本发明事故诊断方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

本发明提供的基于机组状态的事故诊断方法，是采用在事故状态分级诊断结构中内嵌典型事故工况诊断的多层级诊断结构。

首先，依据事故后果的类型及严重性，将事故工况分为若干事故等级。

每一事故等级之间具有相似的事故进展影响及事故后果严重程度。以核电站为例，核电站三大安全功能准则与事故工况的验收准则可作为事故等级分类的参考。同时，依据对事故现象、事故后果和事故安全响应动作等事故计算结果的分析与梳理，可将事故等级分为潜在破坏一回路完整性、潜在放射性向环境释放、潜在破坏安全壳完整性、潜在影响堆芯结构完整性、潜在向严重事故过度趋势五个等级。每一等级的事故类别中对应一个或多个典型事故及其它可能的叠加事故，如潜在放射性向环境释放层级的事故工况中覆盖有蒸发器传热管破裂事故SGTR，同时也包含除SGTR以外其它可能造成放射性向环境释放的事故情景。表1为各个事故等级对应的边界条件和包含的典型事故工况：

表一

其次，依据事故等级的边界条件，诊断当前机组状态所属的事故级别。事故后果的等级程度描述了机组一个或若干功能的降级程度的组合，这些功能降级对于机组的安全功能产生不同程度的影响。事故等级是通过一个或若干能够表征功能的参数变化程度的组合来表达。依据对核电机组中子物理、热质传输、质能转换以及安全保护的流程描述以及功能参数合并总结，可以确定所需要的参数。事故等级的边界条件描述了事故后表征不同事故等级的功能降级或丧失的参数及阈值的组合，描述功能降级或丧失的参数及阈值是基于系统设计要求分析、各类始发事件计算分析的综合评估分析得出。

下面以潜在影响堆芯结构完整性这一事故等级为例简述，该事故等级包络的功能降级为堆芯余热排出功能严重降级和一回路水装量功能严重降级。基于初步分析认定在此类事故等级下可采用堆芯出口过冷度与压力容器水装量来描述这两个功能降级的程度。依据各类始发事故及叠加事故，在不同假设条件及叠加其它设备功能失效的众多事故分析结果，对其中堆芯出口过冷度进行综合分析，可评估当堆芯余热排出功能严重降级后，堆芯出口过热度可以达到200℃(仅为举例说明)，此外再综合评估操作员恢复操作响应、该数值对损毁堆内构件的影响等因素，认定该数值是表征堆芯余热排出功能严重降级的典型条件。一回路水装量功能降级主要考虑压力容器设计要求，此降级程度主要针对堆芯裸露，在综合考虑压力容器中堆芯布置，以及事故分析中关于一回路补水的响应，综合评估后确认液位达到堆芯底部(仅为举例说明)是表征一回路水装量功能严重降级的典型条件。因此该事故等级的边界条件即可定为堆芯出口过热度大于200℃或压力容器水位低于堆芯底部水位。

针对于事故等级的诊断过程，其诊断参数应能够明确体现各事故等级之间的边界特征，应当满足能够包络机组事故后全部安全功能的完整性要求。诊断参数应保持一定程度的多样性，以避免可能存在的共因风险，除机组状态参数外，表征机组状态的信号(如安注信号)、专设安全系统与辅助系统的状态同样可以参与到事故诊断中。

最后，在当前的事故级别中，依据该事故级别对应的典型事故的边界条件判断当前事故是否属于某一典型事故类型；如果当前的事故属于某一典型事故类型，则执行针对于该典型事故类型专属事故处理规程，否则将执行该事故等级下的通用的处理措施。

各类典型事故都具有不同且具有代表性的安全功能降级程度特征，这些具有代表性的功能降级组合成为典型事故的边界条件，典型事故边界条件中所包含的参数没有完整性的要求，通常情况下由较少数量的参数组成。针对于典型事故的诊断过程，诊断参数应存在一定的冗余性，诊断阈值应能够满足仅针对于该典型事故工况存在，即不同事故的诊断之间不存在交叉区域。

下面将通过举例说明事故级别诊断方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

1)根据潜在向严重事故过度边界条件诊断，判断当前事故是否属于“潜在向严重事故过度”事故，如果属于“潜在向严重事故过度”事故，则进入典型事故诊断流程，按照典型事故诊断流程处理；

2)如果不属于“潜在向严重事故过度”事故，则根据潜在影响堆芯结构完整性事故边界条件诊断，判断是否属于“潜在影响堆芯结构完整性”事故，如果属于“潜在影响堆芯结构完整性”事故，则进入典型事故诊断流程，按照典型事故诊断流程处理；

3)如果不属于“潜在影响堆芯结构完整性”事故，根据潜在破坏安全壳完整性事故边界条件诊断，判断是否属于“潜在的破坏安全壳完整性”事故，如果属于“潜在的破坏安全壳完整性”事故，则进入典型事故诊断流程，按照典型事故诊断流程处理；

4)如果不属于“潜在的破坏安全壳完整性”事故，根据潜在放射性向环境释放事故边界条件诊断，判断是否属于“潜在放射性向环境释放”事故，如果属于“潜在放射性向环境释放”事故，则进入典型事故诊断流程，按照典型事故诊断流程处理；

5)如果不属于“潜在放射性向环境释放”事故，根据潜在破坏一、二回路完整性事故边界条件诊断，判断是否属于潜在“破坏一、二回路完整性”事故，如果属于“破坏一、二回路完整性”事故，则进入典型事故诊断流程，按照典型事故诊断流程处理。

以此类推，直至将所有的事故级别诊断完毕，结束该事故级别诊断。

然后，在当前事故等级中依照典型事故的边界条件判断当前事故是否属于某一典型事故类型，若可以判断当前事故工况属于某一典型事故类型，则执行针对于该典型事故类型的专属事故处理规程，否则将执行该事故等级下的通用处理措施。

如图2所示，以“潜在影响堆芯结构完整”为例，说明典型事故诊断流程，其包括如下步骤：

31)依据一回路管道大破口事故诊断参数诊断，(一二回路压差高、一回路压力低或冷却剂水装量低)，如果该事故具有一回路管道大破口的典型特征，按照一回路大破口事故处理规程处理；

32)如果该事故不属于一回路管道大破口的典型特征，则按照诊断参数诊断(全部蒸发器液位低、辅助给水丧失)，如果具有全部给水丧失事故典型特征，则按照全部给水丧失事故处理规程处理；

33)如果诊断不属于全部给水丧失事故，则进入全厂断电事故诊断参数进行诊断(主变、辅变失电或柴油发电机不可用)，如果具有全厂断电事故典型特征，则按照全厂断电处理规程处理，如果不属于全厂断电事故典型特征，则按照影响堆芯结构完整性事故通用处理规程。

如图3所示，以蒸发器传热管断裂事故为例对本发明的诊断方法进行说明：

蒸发器传热管破裂后，因一回路压力低触发安注信号，操作员进入事故处理诊断流程，开始执行事故等级诊断；

41)按照堆芯出口的温度非常高的边界条件诊断，确定事故无向严重事故发展的趋势，所以不属于潜在向严重事故过度的等级事故；

42)按照堆芯出口过热度高且冷却剂水装量低边界条件诊断，确定事故无潜在影响堆芯结构的完整性后果，所以不属于潜在影响堆芯结构完整性等级事故；

43)按照安全壳内放射性高或安全壳内压力高边界条件诊断，确定事故无潜在破坏安全壳完整性后果，所以不属于无潜在破坏安全壳完整性的等级事故；

44)按照蒸发器二次侧放射性高边界条件诊断，确定有潜在放射性向环境释放后果，所以属于潜在放射性向环境释放等级事故；

45)进入放射性向环境释放等级事故对应的典型事故工况流程进行诊断，确定该事故有典型的SGTR后果特征，则进入SGTR事故处理规程，该事故诊断结束。

由此，蒸发器传热管断裂事故的后果为放射性物质进入一二回路，潜在造成放射性向环境释放的风险，但不会造成堆芯的严重恶化，在事故层级中可以属于“有潜在放射性向环境释放后果”的事故，事故边界为二回路出现放射性特征，典型事件诊断中可以一二回路放射性高、蒸发器液位高、安注启动等信号作为诊断参数。在诊断确认发生事故属于有蒸发器传热管断裂典型特征的事故后，进入针对于SGTR的事故处理规程。

本发明的基于机组状态的事故诊断方法并不限于上述具体实施方式，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。