一种反应堆停堆故障的诊断方法与流程

本发明涉及核电反应堆技术安全领域，具体涉及一种反应堆停堆故障的诊断方法。

背景技术：

在核电站事故情况下，实现应急停堆是保护反应堆安全的重要前提。对于传统压水堆设计来说，应急停堆的主要实现途径是向堆芯中插入由中子毒物组成的控制棒使反应堆立刻进入次临界状态。这种依靠控制棒实现紧急停堆的过程是：反应堆保护系统进行逻辑运算，产生反应堆紧急停堆驱动信号，紧急停堆驱动信号使停堆断路器线圈失电，停堆断路器打开，棒电源失电，控制棒下落，反应堆停堆。这种应急停堆方法存在控制棒不能下插导致反应堆不能紧急停堆的潜在可能性。

目前有企业提出了一些停堆的诊断方法，例如专利文献cn102881340b，本发明的目的是通过监测反应堆中子注量等参数，确认控制棒未能实现应急停堆；又例如专利文献cn104332200a，涉及控制棒的失步监测，判断控制棒是否操作其它失步报警、判断控制棒位置及位置变化与否，根据位置记录值进行运算并确定是否报警。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：

专利文献cn102881340b针对垂直的堆芯结构，不适用于其他堆芯结构。根据它的监测参数不能直观的判断反应堆未能停堆的直接原因是机械卡棒还是由于信号失效导致。

专利文献cn104332200a涉及控制棒的失步监测，通过监测控制棒组内每一控制棒的测量棒位发生变化时的给定棒位，再计算出均值和极值，然后计算出偏差，如果偏差超出阈值就触发失步报警。主要目的在于监测控制棒失步，而不是判断堆芯是否由于控制棒卡棒未能停堆。

综上，目前尚未有相关诊断方法可以判断是否由于机械卡棒而未能紧急停堆。

技术实现要素：

本发明要解决的问题在于提供一种反应堆停堆故障的诊断方法，以判断是否由于机械卡棒而未能紧急停堆。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种反应堆停堆故障的诊断方法，该方法包括如下步骤：

s1堆芯棒位监测系统进行核电站停堆状态监测，接收核电站机组发出的启动停堆信号；

s2堆芯棒位监测系统接收并根据所述启动停堆信号检测控制棒位置，根据检测到的控制棒位置与预设位置阈值的比较结果确定是否停堆成功，并生成停堆状态信号；

s3根据所述启动停堆信号和停堆状态信号确定是否发出未能紧急停堆的预期瞬态信号；

s4接收并根据所述未能紧急停堆的预期瞬态信号进入后续事故缓解，根据预设事故缓解策略进行事故缓解。

其中，所述s2中检测控制棒位置包括：检测核电厂机组控制棒下插的数目以及每一下插的控制棒的位置。

其中，所述s2中根据检测到的控制棒位置与预设位置阈值的比较结果确定是否停堆成功包括：如果控制棒下插的数目和位置没有达到核电厂设计要求，则认为停堆失败并生成停堆失败信号；如果控制棒下插的数目和位置达到核电厂设计要求，则认为停堆成功并生成停堆成功信号。

其中，所述s3具体包括：

如果接收到所述启动停堆信号和所述停堆失败信号，则发出未能紧急停堆的预期瞬态信号；

如果接收到所述启动停堆信号和所述停堆成功信号，则不发出未能紧急停堆的预期瞬态信号。

其中，所述s4包括接收所述未能紧急停堆的预期瞬态信号，根据所述未能紧急停堆的预期瞬态信号或者所述未能紧急停堆的预期瞬态信号结合其他信号控制停止反应堆一回路的主泵。

其中，所述s4包括接收所述未能紧急停堆的预期瞬态信号，根据所述未能紧急停堆的预期瞬态信号或者所述未能紧急停堆的预期瞬态信号结合其他信号控制启动余热排出系统。

其中，所述s4包括接收并根据所述未能紧急停堆的预期瞬态信号向堆芯注入浓硼酸溶液。

其中，所述s4包括接收并根据所述未能紧急停堆的预期瞬态信号和其他信号控制控制关闭部分隔离阀门。

其中，控制关闭部分隔离阀门的其他信号为二回路蒸汽流量过大的信号。

本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例通过堆芯棒位监测与核电站设计参数判断核电站进入机械卡棒未能紧急停堆的预期瞬态事故，获得事故缓解（管理）所需的准确信息。为在最短时间内启动应对措施和应急计划，最大限度降低事故风险提供保障，从而进一步增强核电站的安全性和可靠性。本发明实施例施行后，可以避免现有核电站停堆保护系统atwt机柜误驱动的问题，且本发明实施例简单实用，操作和可行性强，能够提高核电站的安全性，可靠性和经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例中一种反应堆停堆故障的诊断方法流程图。

图2为本发明实施例中发出atws信号流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种反应堆停堆故障的诊断方法，包括如下步骤：

s1堆芯棒位监测系统进行核电站停堆状态监测，接收核电站机组发出的启动停堆信号；

s2堆芯棒位监测系统接收并根据所述启动停堆信号检测控制棒位置，根据检测到的控制棒位置与预设位置阈值的比较结果确定是否停堆成功，并生成停堆状态信号；

s3根据所述启动停堆信号和停堆状态信号确定是否发出未能紧急停堆的预期瞬态信号,也即atws信号（atws，anticipatedtransientwithoutscram）；

s4接收并根据所述未能紧急停堆的预期瞬态信号进入后续事故缓解，根据预设事故缓解策略进行事故缓解。

具体而言，步骤s2中所述检测控制棒位置包括：检测核电厂机组控制棒下插的数目以及每一下插的控制棒的位置；

如图2所示，步骤s2中所述根据检测到的控制棒位置与预设位置阈值的比较结果确定是否停堆成功包括：

如果控制棒下插的数目和位置没有达到核电厂设计要求，则认为停堆失败并生成停堆失败信号；例如，控制棒没有全部落入堆芯或者没有完全下插到堆芯底部。

如果控制棒下插的数目和位置达到核电厂设计要求，则认为停堆成功并生成停堆成功信号。

需说明的是，在停堆时，控制棒需要下插至堆芯底部，因此通过检测下插的控制棒的数量以及下插后控制棒的位置，并结合核电厂在停堆时对控制棒的动作要求，能够快速判断控制棒是否到位，由此可以确定停堆失败是否因控制棒卡滞，没有下插至核电厂设计位置而导致。

本实施例中，所述根据所述启动停堆信号和停堆状态信号确定是否发出未能紧急停堆的预期瞬态信号包括：

如果接收到所述启动停堆信号和所述停堆失败信号，则发出未能紧急停堆的预期瞬态信号；需说明的是，只有同时接收到所述启动停堆信号和所述停堆失败信号，才会发出未能紧急停堆的预期瞬态信号。

如果接收到所述启动停堆信号和所述停堆成功信号，则不发出未能紧急停堆的预期瞬态信号。

具体而言，当监测到核电厂机组发出停堆信号，同时检测到核电厂机组控制棒插入的数目和位置，根据控制棒最终的位置对核电厂的停堆状态进行判断，如果控制棒下插的数目和位置没有达到核电厂设计要求，认为停堆失败，发出atws信号，反之则认为停堆成功或不需要停堆，不发出atws信号。

本实施例中，所述根据预设事故缓解策略进行事故缓解包括停止反应堆一回路的主泵、在二回路蒸汽流量过大时关闭部分隔离阀门、向堆芯注入浓硼酸溶液、启动余热排出系统。

具体而言，本实施例预设事故缓解策略包括：

1）根据所述未能紧急停堆的预期瞬态信号或者所述未能紧急停堆的预期瞬态信号结合其他信号（例如是蒸汽发生器水位信号）停掉反应堆一回路的主泵，一回路靠自然循环带热。

2）根据所述未能紧急停堆的预期瞬态信号和二回路状态信号控制控制关闭部分隔离阀门保证二回路的冷却剂装量。

3）根据所述未能紧急停堆的预期瞬态信号启动应急硼化系统，向堆芯注入浓硼酸溶液，控制堆芯的反应性。

4）根据所述未能紧急停堆的预期瞬态信号或者所述未能紧急停堆的预期瞬态信号结合其他信号（例如一回路水位信号或者蒸汽发生器水位信号）启动（非能动/能动）余热排出系统帮助带走反应堆的热量。

其中，atws信号可以单独进入事故缓解（如预设事故缓解策略3），但是某些缓解措施还需要根据核电厂其它系统的状态来确定。例如上述关闭部分阀门保证二回路冷却剂装量需要atws信号叠加二回路蒸汽流量过大或者其他能表征二回路状态的信号来执行，也就是说，同时接收到atws信号和二回路蒸汽流量过大或者其他能表征二回路状态的信号时才会执行预设事故缓解策略2），所以在执行某些事故缓解措施是需要考虑atws信号叠加其它信号。其它信号，例如二回路蒸汽流量过大等可以为核电厂系统状态的信号。

通过以上内容的描述可知，本发明实施例通过堆芯棒位监测与核电站设计参数判断核电站进入机械卡棒未能紧急停堆的预期瞬态事故，获得事故缓解（管理）所需的准确信息。为在最短时间内启动应对措施和应急计划，最大限度降低事故风险提供保障，从而进一步增强核电站的安全性和可靠性。本发明实施例施行后，可以避免现有核电站停堆保护系统atwt机柜误驱动的问题，且本发明实施例简单实用，操作和可行性强，能够提高核电站的安全性，可靠性和经济性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。