[发明专利]一种核电厂安全注射系统误触发风险监测装置及其方法

说明书

本发明提供了一种核电厂安全注射系统误触发风险监测装置及其方法，所述监测装置包括：预置模块，用于建立安全注射系统的风险监测曲线，并确定安全注射系统误触发风险区域；生效模块，用于在核电机组事故运行状态下接收故障信号，以启动安全注射系统风险监测；压力温度监测模块，用于检测核电机组事故运行状态时的实际压力信号和实际温度信号，控制模块依据实际压力信号和实际温度信号确定当前核电机组事故运行状态坐标，并判断安全注射系统是否位于误触发风险区域。本发明提供的核电厂安全注射系统误触发风险监测装置及其方法能够实时监测安全注射系统的误触发风险，避免安全注射系统误触发，为机组安全、平稳后撤至安全状态提供了保障。

技术领域

本发明涉及核电技术领域，尤其涉及一种核电厂安全注射系统误触发风险监测装置及其方法。

背景技术

典型压水堆核电厂一般配置有安全注射系统，安全注射系统作为一种专设安全设施，用于在冷却剂失流事故等工况下向堆芯注入冷水，淹没堆芯,恢复并维持堆芯长期冷却，避免堆芯熔化，以限制事故后果进一步恶化。然而,安全注射系统的误动作会干扰机组的控制，对机械设备寿命产生较大的影响。在正常运行工况以及其他不需要安全注射系统运行的工况下，应尽量避免安全注射系统的动作，使得操纵员可以以可控的方式控制机组。

在不同的运行模式下，安全注射系统的启动条件有所不同，例如在高压高压运行模式下,如主泵运行时的平均温度高于140℃的停堆工况和余热排出系统连接的停堆工况，安全注射系统的启动信号取决于热管段冷却剂的饱和裕度，即由热管段ΔP_sat低信号触发安注信号。热管段ΔP_sat为一回路热管段实际压力P_HL与饱和压力P_sat之差，热管段实际压力P_HL由三个热管段压力探测器测得，饱和压力P_sat由三个热管段压力探测器测得热管段温度T_HL计算得到。而在低温低压的运行模式下，如主泵停运状态时的余热排出系统连接工况和维修冷停堆工况，安注的触发信号取决于环路热管段水位低信号。

在环路冷却剂存在流动的情形下，如主泵运行时建立的强迫循环和主泵停运时蒸汽发生器二次侧冷却建立的自然循环，热管段冷却剂状态可以代表堆芯冷却剂的状态，热管段冷却剂饱和裕度的失去也意味着堆芯冷却剂饱和裕度的失去，表明堆芯冷却状态存在恶化，需要启动安全注射系统向堆芯注入冷水，恢复堆芯冷却。

然而，在一些特殊的核电机组事故情形，如一台蒸汽发生器发生主给水管线断裂事故，同时另一台蒸汽发生器的辅助给水系统故障，导致这两台蒸汽发生器均失去排热能力，在主泵停运后，他们所在的环路均无法有效建立自然循环，即环路中的冷却剂几乎是“静止”的。而此时堆芯热量可由剩余的一台完好蒸汽发生器通过自然循环导出，在这种情形下，堆芯冷却剂的温度将独立于故障蒸汽发生器所在环路中的冷却剂温度，即故障蒸汽发生器所在环路热管段的冷却剂状态无法等同于堆芯冷却剂的状态。在尝试对一回路降压使机组后撤过程中，虽然堆芯通过完好蒸汽发生器已经得到充分的冷却，然而两条故障蒸汽发生器所在环路中冷却剂的饱和裕度还是将很快失去，进而误触发安全注射系统动作，操纵员需按照核电厂事故运行规程的引导下控制机组，使机组后撤并稳定在安全停堆状态。事故运行规程要求操纵员对安全注射系统是否动作进行持续监测，如果监测到安全注射系统动作，操纵员首先对堆芯冷却状态进行检查，如果确认安全注射系统为误触发，则手动停运安全注射系统。

不难看到，现有事故运行规程对安全注射系统误触发的后果进行了管理，但并未从预防的角度给出避免安注误触发的手段，其并不能够从根本上防范安全注射系统误触发的风险，不仅无法避免机组后撤过程中安全注射系统不必要的动作，还干扰了机组的控制，对机械设备寿命产生较大的影响。

发明内容

本发明针对上述现有技术中的问题，提供了一种核电厂安全注射系统误触发风险的监测装置及其方法，用于在核电厂发生不需要安全注射系统投入的事故后，协助操纵员监测安全注射系统误触发的风险。