核电机组热停工况下单区域丧失后的状态恢复方法及系统与流程

本发明涉及核电站
技术领域：
，尤其涉及一种核电机组热停工况下单区域丧失后的状态恢复方法及系统。
背景技术：
：压水堆核电站主要由压水反应堆、一回路(反应堆回路)系统和二回路(汽机回路)系统等三个部分组成。核裂变是在压力容器内由核燃料组成的反应堆堆芯里进地的。压水堆以低浓缩铀为燃料、轻水为冷却剂和慢化剂。核裂变放出的热量由流经堆内的一回路系统的高压水带出堆外并在蒸器发生器里将热量传递给二回路的水。水受热后产生的蒸汽推动蒸汽轮机，蒸汽轮机则带动发电机发电。为满足冗余控制要求及增加机组的安全性，压水堆核电站共设置了四个分区，其电气系统、工艺系统按功能，将设备和控制信号分布在四个分区中，四个分区共同维护核电机组的安全运行。四个分区间存在大量的信号交互及设备联锁控制。设计四个分区共同维护核电机组的安全运行，其设计当某一个分区丧失时(整个区域失电，区域内的设备停运，区域内的控制信号无法送出给其余三个分区，整个区域成为黑盒子)，压水堆核电站能够以其它三个分区维持机组在热停状态。核电机组在热停工况下发生单区域丧失工况时，若不采取一定的预防和控制措施直接在热停工况下给电气盘送电恢复丧失的区域，则将导致核岛机组无法稳定在热停工况，并造成其余三个区的设备误动，如rcp(反应堆冷却剂系统)主泵误跳导致核岛一回路温度无法控制，如下泄隔离导致一回路压力无法控制等异常现象。因此，现有技术一般将机组后撤退至冷停堆状态进行故障清理，当故障清除后，再进行单区域内设备逐步上电恢复，然后将机组状态提升至热停工况。但是，从热停工况后撤至冷停工况再提升状态至热停工况，需要耗费大量时间和资源，同时，受制于一回路压力容器设计寿命的限制，机组不能承受太多从冷停堆到热停堆的状态变化。技术实现要素：本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种核电机组热停工况下单区域丧失后的状态恢复方法及系统，能够在热停工况下直接恢复丧失区域而不对其他区域的正常运行造成影响，有效节约大量时间和资源。本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：一方面，本发明提供一种核电机组热停工况下单区域丧失后的状态恢复方法，包括：在热停工况下，对丧失区域中的工艺设备进行断电隔离；对所述丧失区域的数字化控制系统dcs进行隔离；利用相邻区域的不间断电源对所述丧失区域的dcs供电，并恢复所述丧失区域的dcs；恢复所述丧失区域中的所述工艺设备的供电，将核电机组恢复至热停工况下的正常在线状态。进一步地，所述对丧失区域中的工艺设备进行断电隔离，具体包括：结合电气负荷清单、电气系统单线图和工艺系统在线状态，获取所述丧失区域中需要完全隔离的工艺设备及隔离方式，以对所述工艺设备进行断电隔离。进一步地，所述工艺设备包括主给水管线大小隔离阀，主泵轴封注入，稳压器安全阀，化学和容积控制系统rcv上充和下泄功能相关阀门，与所述丧失区域相关的安全注入系统ris注入泵和阀门，设备冷却水系统rri以及重要厂用水系统sec。进一步地，所述对所述丧失区域的数字化控制系统dcs进行隔离，具体包括：对所述丧失区域的dcs恢复期间的潜在受影响交互信号进行强制隔离；对所述丧失区域的dcs与其他区域的dcs之间的通讯网络进行隔离。进一步地，所述对所述丧失区域的dcs恢复期间的潜在受影响交互信号进行强制隔离，具体包括：结合核电机组的dcs网络信号交互清单及硬接线交互清单，基于热停工况下的核电机组状态和系统设计手册，获取在所述丧失区域的dcs恢复期间可能存在信号跳变及状态反转的工艺系统功能；根据获取的工艺系统功能在其他区域执行相应交互信号的强制隔离。进一步地，所述潜在受影响交互信号包括蒸汽发生器水位控制信号、反应堆回路温度控制信号、反应堆回路压力和水位控制信号、安全系统动作信号、机组冷源及冷链相关影响信号。进一步地，所述恢复方法还包括：对于无法进行信号强制隔离的工艺系统功能，制定dcs恢复期间的操作员辅助干预预防措施，以供操作员在dcs恢复期间对核电机组状态进行干预。进一步地，所述恢复所述丧失区域的dcs，具体包括：恢复所述丧失区域的dcs与其他区域的dcs的通讯；在机组状态稳定后，取消所述潜在受影响交互信号的强制隔离。进一步地，所述恢复所述丧失区域的dcs与其他区域的dcs的通讯，具体包括：依次恢复保护仪表预处理系统pips机柜、优选驱动控制系统pacs机柜、核岛dcs控制系统kco机柜内控制器、kco机柜内卡件和隔离机柜；接入所述丧失区域的dcs网络，恢复所述丧失区域的dcs与其他区域的dcs的通讯。另一方面，本发明提供一种应用上述核电机组热停工况下单区域丧失后的状态恢复方法的系统，所述系统包括：断电隔离模块，用于在热停工况下，对丧失区域中的工艺设备进行断电隔离；dcs隔离模块，用于对所述丧失区域的数字化控制系统dcs进行隔离；dcs恢复模块，用于利用相邻区域的不间断电源对所述丧失区域的dcs供电，并恢复所述丧失区域的dcs；以及，恢复模块，用于恢复所述丧失区域中的所述工艺设备的供电，将核电机组恢复至热停工况下的正常在线状态。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在热停工况下单区域完全丧失后，先对丧失区域中的工艺设备进行断电隔离，再对丧失区域的dcs进行隔离，然后恢复dcs，对丧失区域中的工艺设备上电，将核电机组恢复至热停工况下的正常在线状态，实现在热停工况下直接对丧失区域的恢复，而不对其他区域的正常运行造成影响，且在恢复过程中，核电机组能稳定在热停工况，无需将热停工况后撤至冷停工况，有效节约大量时间和资源。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例一提供的核电机组热停工况下单区域丧失后的状态恢复方法的流程示意图；图2是本发明实施例一提供的核电机组的总体架构图；图3是本发明实施例一提供的核电机组dcs系统的总体架构图；图4是本发明实施例一提供的核电机组热停工况下单区域丧失后的状态恢复方法的具体流程示意图；图5是本发明实施例二提供的核电机组热停工况下单区域丧失后的状态恢复系统的结构示意图。具体实施方式为了解决现有技术中存在的恢复丧失区域需要耗费大量时间和资源等技术问题，本发明旨在提供一种核电机组热停工况下单区域丧失后的状态恢复方法，其核心思想是：在热停工况下单区域完全丧失后，先对丧失区域中的工艺设备进行断电隔离，再对丧失区域的dcs进行隔离，然后恢复dcs，对丧失区域中的工艺设备上电，将核电机组恢复至热停工况下的正常在线状态，实现在热停工况下直接对丧失区域的恢复，而不对其他区域的正常运行造成影响，有效节约大量时间和资源。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。实施例一本发明实施例提供了一种核电机组热停工况下单区域丧失后的状态恢复方法，参见图1，该方法包括：s1、在热停工况下，对丧失区域中的工艺设备进行断电隔离；s2、对所述丧失区域的数字化控制系统dcs进行隔离；s3、利用相邻区域的不间断电源对所述丧失区域的dcs供电，并恢复所述丧失区域的dcs；s4、恢复所述丧失区域中的所述工艺设备的供电，将核电机组恢复至热停工况下的正常在线状态。进一步地，在步骤s1中，所述对丧失区域中的工艺设备进行断电隔离，具体包括：结合电气负荷清单、电气系统单线图和工艺系统在线状态，获取所述丧失区域中需要完全隔离的工艺设备及隔离方式，以对所述工艺设备进行断电隔离。需要说明的是，预先结合电气负荷清单、电气系统单线图和工艺系统在线状态，分析研究完成当前机组状态下，丧失区域需要完全隔离的设备清单及隔离方式，形成操作规程以备后续正式执行。该操作规程考虑到严谨性及可追溯性的要求，至少需要包括如下方面的内容(仅列举了部分)：1)丧失区域内需要隔离的设备清单统一编码；2)丧失区域内需要隔离的所有工艺系统；3)丧失区域内需要隔离的所有设备清单；4)丧失区域内需要隔离的每一个设备所与之唯一对应的电气盘间隔号；5)建立空白″隔离设备名称＂栏，要求执行人员在执行环节再次记录复核设备名称，避免发生人因失误；6)建立空白″执行人＂栏，要求执行人签字留存。上述为该阶段操作规程涵盖内容的建议方案，在具体执行环节可按照系统或者责任主体编制不同的分解操作规程进行落实，也可细化隔离方案。进一步地，所述工艺设备包括主给水管线大小隔离阀，主泵轴封注入，稳压器安全阀，化学和容积控制系统rcv上充和下泄功能相关阀门，与所述丧失区域相关的安全注入系统ris注入泵和阀门，设备冷却水系统rri以及重要厂用水系统sec。需要说明的是，为了保证机组在恢复期间依旧处于热停工况，关键需要对蒸汽发生器水位、一回路温度、一回路压力、一回路水位、安全系统动作、机组冷源及冷链相关系统进行隔离处理，经过分析对于上述关键系统需要隔离如下功能相关的设备(仅列举了部分)：1)对于蒸汽发生器水位控制方面(are)，为了避免丧失区域恢复期间给水管线阀门异常动作从而影响到蒸汽发生器水位控制，进而影响机组总体运行参数，需要隔离由a区域供电的主给水管线大小隔离阀，使相关阀门在丧失区域恢复供电期间始终保持在失电前状态；2)对于一回路温度控制方面(rcp)，虽然丧失区主泵已停运，但其他区域主泵依旧在正常运行来维持一回路温度，所以需要保持所有主泵轴封注入来保护主泵本体，同时，也需要考虑在dcs恢复期间，稳压器安全阀的异常动作，因此，综合各项风险，在丧失区恢复之前，需要在电气盘侧将主泵轴封注入及稳压器安全阀等相关的执行设备隔离到安全位置，避免a区域在dcs及电气盘供电恢复操作期间设备异常动作而影响设备安全和机组总体状态；3)对于一回路压力和水位控制方面(rcv)，由于rcv系统参与控制核岛一回路压力和水位，一旦rcv系统上充及下泄相关阀门在机组恢复期间发生异常动作，将直接导致机组状态发生改变而不能继续稳定在热停堆工况。因此，机组恢复之前需要将a区域供电的rcv上充和下泄功能相关阀门隔离在失电后的安全位置，等机组状态整体恢复后逐步解除隔离；4)对于安全系统动作方面，以安全注入系统(ris)为例，由于丧失区域丧失后机组状态依旧保持在热停堆工况，一回路水位、压力等状态参数未发生改变，安全注入系统未动作，因此在机组恢复期间为了避免安注系统异常动作而引起机组状态改变，可以预先将丧失区域相关的ris注入泵和阀门在电气盘侧隔离，该项隔离需要考虑的系统至少应该包括安全注入系统(ris)、大气排放系统(vda)、应急给水系统(asg)、应急硼化系统(rbs)和安全壳喷淋相关系统(evu)等；5)对于机组冷源及冷链方面，为了避免丧失区dcs及机组恢复期间，机组冷源和冷链相关系统rri和sec不受影响，在丧失区域恢复之前，需要将rri和sec配置在其它未丧失列运行，确保机组整体恢复期间，各系统相关冷源可用。例如，具体的工艺设备断电及隔离操作规程如表1所示。序号系统设备电气盘间隔号隔离设备名称执行人1.apg1apg9110vl-1loa06m12.apg1apg5260vl-1lva02y33.apg1apg1101vl-1lva06114.apg1apg1102vl-1lva06135.apg1apg1110vl-1lva07116.apg1apg1120vl-1lva07137.apg1apg6320vl-1lva07518.apg1apg5131vl-1lva0dy19.are1are1555vh-1lla0bd110.are1are2545vh-1lla0bd3表1在丧失区域机组恢复期间，各专业或各责任主体结合上述操作规程在要求完成丧失区域内所有电气盘负荷的隔离工作。该阶段隔离完成之后，即可开始进行受影响交互信号的隔离及预防措施落实。进一步地，在步骤s2中，所述对所述丧失区域的数字化控制系统dcs进行隔离，具体包括：对所述丧失区域的dcs恢复期间的潜在受影响交互信号进行强制隔离；对所述丧失区域的dcs与其他区域的dcs之间的通讯网络进行隔离。其中，所述对所述丧失区域的dcs恢复期间的潜在受影响交互信号进行强制隔离，具体包括：结合核电机组的dcs网络信号交互清单及硬接线交互清单，基于热停工况下的核电机组状态和系统设计手册，获取在所述丧失区域的dcs恢复期间可能存在信号跳变及状态反转的工艺系统功能；根据获取的工艺系统功能在其他区域执行相应交互信号的强制隔离。需要说明的是，预先结合所在机组的dcs网络信号交互清单及硬接线交互清单，基于热停工况下的机组状态和系统设计手册，分析完成在丧失区域dcs整体恢复期间可能存在信号跳变及状态反转的工艺系统功能，针对这些功能在其它三区域执行相应的信号强制等隔离措施。进一步地，所述潜在受影响交互信号包括蒸汽发生器水位控制信号、反应堆回路温度控制信号、反应堆回路压力和水位控制信号、安全系统动作信号、机组冷源及冷链相关影响信号。需要说明的是，本阶段分析主要围绕是否影响机组总体参数保持在热停工况进行，主要侧重点与丧失区域中工艺系统的断电隔离分析原则相同。由于核电机组信号有几万个，不可能完全进行隔离，因此经过分析需要隔离如下功能相关的dcs网络交互信号及硬接线交互信号：蒸汽发生器水位控制(are)信号、一回路温度控制(rcp)信号、一回路压力和水位控制(rcv)信号、安全系统动作信号和机组冷源及冷链相关影响信号为需要重点。在完成上述关键功能分析后，可扩展分析其它潜在的受影响网络交互信号，并制定强制隔离方案。在上述所有分析结果固化后，需要制定丧失区域dcs恢复期间网络强制隔离信号操作规程，以备后续执行。其中，丧失区域dcs恢复期间网络强制隔离信号操作规程至少需要包括如下方面的内容来保证操作规程的全面性及可操作性(仅列举部分)：1)丧失区域发出信号所在的逻辑图及点名；2)其它区域接收信号所在的逻辑图及点名；3)潜在受影响的功能分析；4)强制隔离信号点名。例如，丧失区域dcs恢复期间网络强制隔离信号操作规程如表2所示。表2进一步地，所述恢复方法还包括：对于无法进行信号强制隔离的工艺系统功能，制定dcs恢复期间的操作员辅助干预预防措施，以供操作员在dcs恢复期间对核电机组状态进行干预。需要说明的是，操作员辅助干预预防措施包括丧失区域dcs启动过程中操作员辅助干预操作规程。该操作规程需要结合所在机组操作员控制机组的方式来制定。以某机组为例，该机组大量采用成组控制cg(groupcontrol，成组控制)来控制机组各工艺系统的功能及设备状态，而不用单独去操作设备来进行机组控制。因此，在分析制定操作员辅助干预操作规程方面，需要结合这一特点来进行编制，其操作规程内容应至少包括如下方面(仅列举部分)：1)dcs启动过程中需要进行预防性干预的系统；2)需要在dcs画面进行操作的设备编码；3)待操作设备所在的逻辑图(方便进一步确认及核实受影响功能)；4)待操作设备所在的操作界面(方便操作员第一时间操作)；5)待操作设备所在的dcs区域(确认是否受a区域丧失的影响)；6)待操作设备类型(为操作员操作提供指导)；7)空白″dcs丧失前状态″栏(用于协助操作员确认机组应该恢复的状态)；8)空白″dcs恢复后重置状态″栏(用于对比dcs丧失前状态，进一步协助分析a区域恢复后机组从在的偏差，从而对机组状态进行校正)。例如，丧失区域dcs启动过程中操作员辅助干预操作规程如表3所示。表3在丧失区域机组恢复期间，当执行完工艺设备隔离后，即可执行丧失区域dcs恢复期间网络强制隔离信号操作规程，从而来减小和降低后续机组恢复期间的扰动和风险。同时，操作员开始准备丧失区域dcs启动过程中操作员辅助干预操作规程，结合操作规程将操作员日常巡盘结果记录在″dcs丧失前状态″一栏，用于随后dcs网络恢复期间的预防性干预。进一步地，在强制隔离措施完成后，操作员确认机组状态处于当前稳定阶段，同时要求仪控人员将丧失区域dcs和其他区域网络解开，完成丧失区域dcs网络的隔离工作，避免后续丧失区域dcs启动期间对于其它区域的非预期影响。进一步地，在步骤s3中，当丧失区域完成dcs网络隔离之后，即可开始丧失区域dcs恢复之前的准备工作。结合核电机组总体架构可知，如图2所示，当前阶段丧失区域(如a区域)全部失电，无法给后续的dcs机柜启动提供电源。由于核电机组供电设计中，对于不间断电源部分设计有区域间的交叉供电(dcs机柜上游为不间断电源)，因此可通过将丧失区域的相邻区域(如b区域)的不间断电源以交叉供电的形式提供给丧失区域。在本阶段操作中，由于丧失区域dcs全部丧失，因此操作人员可以利用就地操作设备，将相邻区域不间断电源盘的供电通过交叉供电处理桥接至丧失区域不间断电源盘，为dcs机柜上游电气盘提供稳定供电。进一步地，在步骤s3中，所述恢复所述丧失区域的dcs，具体包括：恢复所述丧失区域的dcs与其他区域的dcs的通讯；在机组状态稳定后，取消所述潜在受影响交互信号的强制隔离。进一步地，所述恢复所述丧失区域的dcs与其他区域的dcs的通讯，具体包括：依次恢复保护仪表预处理系统pips机柜、优选驱动控制系统pacs机柜、核岛dcs控制系统kco机柜内控制器、kco机柜内卡件和隔离机柜；接入所述丧失区域的dcs网络，恢复所述丧失区域的dcs与其他区域的dcs的通讯。需要说明的是，在确认dcs机柜上游电气盘通过交叉供电方式供电后，即可按照如下的方式进行丧失区域dcs恢复操作：恢复pips机柜→恢复pacs机柜→恢复kco机柜内控制器→恢复kco机柜内卡件→恢复隔离机柜→恢复kco与其余三个分区的通讯→恢复rpr机柜→释放强制隔离信号。其中，核电机组dcs系统总体架构如图3所示。在操作员预防干预操作的情况下，丧失区域dcs具体恢复操作如下：1)优先启动及恢复模拟量采集及设备状态监视机柜，即恢复pips机柜和pacs机柜；2)逐步启动及恢复kco非安全级控制机柜，即恢复kco机柜内控制器和kco机柜内卡件；3)就地在电气间确认上述机柜均正常启动恢复，没有异常状态后，开始联系及通知操作员准备网络接入，等到操作员下达网络接入指令；4)操作员准备妥当丧失区域dcs启动过程中操作员辅助干预操作规程，通知就地人员开始恢复丧失区域隔离机柜及恢复kco与其余三个分区的网络通讯，此期间操作员密切监视机组状态，当确认丧失区域网络接入后立即执行丧失区域dcs启动过程中操作员辅助干预操作规程，控制及干预机组状态；5)当经过控制及干预，机组状态稳定后，操作员即可下令恢复剩余的rpr机柜及其它机柜，同时释放隔离信号；6)上述操作完成后，各工艺系统具备完全恢复的条件。进一步地，在步骤s4中，操作员在确认丧失区域dcs全部恢复后，即可按照当前机组状态要求各工艺系统对电气盘隔离设备，即断电隔离的工艺系统进行送电和在线操作，最终将机组恢复至标准热停工况在线模式，完成丧失区域在热停工况下的最终恢复。参见图4，是本发明实施例提供的核电机组热停工况下单区域丧失后的状态恢复方法的具体流程示意图，包括：s401、隔离核岛丧失区域所有电气盘负荷。s402、对部分潜在受影响网络信号强制隔离。s403、对部分硬接线信号强制隔离。s404、隔离核岛丧失区域dcs网络。s405、交叉供电给丧失区域dcs提供电源。s406、启动丧失区域pips信号采集机柜。s407、启动丧失区域pacs采集及输出机柜。s408、启动丧失区域kco机柜。s409、启动丧失区域隔离机柜。s410、丧失区域机柜恢复后，接入总网络。s411、取消信号强制隔离。s412、单系统恢复到机组正常在线。本发明实施例在热停工况下单区域完全丧失后，先对丧失区域中的工艺设备进行断电隔离，再对丧失区域的dcs进行隔离，然后恢复dcs，对丧失区域中的工艺设备上电，将核电机组恢复至热停工况下的正常在线状态，实现在热停工况下直接对丧失区域的恢复，而不对其他区域的正常运行造成影响，且在恢复过程中，核电机组能稳定在热停工况，无需将热停工况后撤至冷停工况，有效节约大量时间和资源。实施例二本发明实施例提供了一种核电机组热停工况下单区域丧失后的状态恢复系统，能够实现上述核电机组热停工况下单区域丧失后的状态恢复方法的所有流程，参见图5，所述系统包括：断电隔离模块1，用于在热停工况下，对丧失区域中的工艺设备进行断电隔离；dcs隔离模块2，用于对所述丧失区域的数字化控制系统dcs进行隔离；dcs恢复模块3，用于利用相邻区域的不间断电源对所述丧失区域的dcs供电，并恢复所述丧失区域的dcs；以及，恢复模块4，用于恢复所述丧失区域中的所述工艺设备的供电，将核电机组恢复至热停工况下的正常在线状态。本发明实施例在热停工况下单区域完全丧失后，先对丧失区域中的工艺设备进行断电隔离，再对丧失区域的dcs进行隔离，然后恢复dcs，对丧失区域中的工艺设备上电，将核电机组恢复至热停工况下的正常在线状态，实现在热停工况下直接对丧失区域的恢复，而不对其他区域的正常运行造成影响，且在恢复过程中，核电机组能稳定在热停工况，无需将热停工况后撤至冷停工况，有效节约大量时间和资源。综上所述，本发明提出了一种核电机组热停工况下单区域丧失后的状态恢复方法及系统，其具有较好的实用效果：恢复丧失的单区域时，按照特定的顺序隔离信号和恢复各部分dcs状态，确保不会对其余在运区域的工艺系统运行及机组状态造成影响；可以有效实现核电机组在热停平台下直接恢复丧失的单一区域。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12