反应堆的保护方法、系统及计算机可读存储介质与流程

1.本技术涉及核反应堆技术领域，具体涉及一种核反应堆的保护方法、系统和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.核反应堆的保护系统通常具有多种保护功能，而在一些工况下，某个保护功能可能并不需要或者并不合适，需要将其关闭，并在合适的工况下开启。现有技术中，开启或关闭核反应堆的这些保护功能常常需要操作人员手动操作，失误概率较高并且操作人员的操作压力较大。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，提出了本技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的反应堆的保护方法、装置和计算机可读存储介质。
4.根据本技术实施例的第一个方面，提供一种反应堆的保护方法，包括：接收探测器系统探测对反应堆功率的探测结果；根据探测器系统的探测结果生成信号，根据信号调整反应堆的保护策略，其中，根据探测器系统的探测结果生成信号包括：当探测器系统的探测结果高于第一定值时，持续生成第一信号，当探测器系统的探测结果低于第一定值时，停止生成第一信号，第一定值指示探测器系统已经切换到中间量程探测器；当探测器系统的探测结果高于第二定值时，持续生成第二信号，当探测器系统的探测结果低于第二定值时，停止生成第二信号，第二定值指示反应堆的功率已经离开探测器系统的源量程探测器的探测范围；根据信号调整反应堆的保护策略包括：当信号中出现第二信号时，自动地关闭源量程探测器的电源，并自动地关闭第一保护功能；当信号中的第一信号消失时，自动地开启源量程探测器的电源，并自动地开启第一保护功能；其中，第一保护功能开启时，允许反应堆在源量程倍增周期小于对应的预设值时自动停堆。
5.根据本技术实施例的第二个方面，提供一种反应堆的保护系统，包括：接收模块，接收模块用于接收探测器系统探测对反应堆功率的探测结果；生成模块，用于根据探测器系统的探测结果生成信号，调整模块，用于根据信号调整反应堆的保护策略，其中，生成模块在根据探测器系统的探测结果生成信号时，具体用于：当探测器系统的探测结果高于第一定值时，持续生成第一信号，当探测器系统的探测结果低于第一定值时，停止生成第一信号，第一定值指示探测器系统已经切换到中间量程探测器；当探测器系统的探测结果高于第二定值时，持续生成第二信号，当探测器系统的探测结果低于第二定值时，停止生成第二信号，第二定值指示反应堆的功率已经离开探测器系统的源量程探测器的探测范围；调整模块在根据信号调整反应堆的保护策略时，具体用于：当信号中出现第二信号时，自动地关闭源量程探测器的电源，并自动地关闭第一保护功能；当信号中的第一信号消失时，自动地开启源量程探测器的电源，并自动地开启第一保护功能；其中，第一保护功能开启时，允许反应堆在源量程倍增周期小于对应的预设值时自动停堆。
6.根据本技术实施例的第三个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，计算机指令被计算机执行时实现如本技术实施例的第一个方面的方法。
7.根据本技术实施例的反应堆的保护方法、系统和计算机可读介质能够减轻反应堆操作人员的操作压力，并减小失误率。
附图说明
8.图1为根据本技术实施例的反应堆保护方法流程图；
9.图2为根据本技术实施例的探测器系统中各探测器的探测范围示意图；
10.图3为根据本技术实施例的第一保护功能开启和关闭逻辑示意图；
11.图4为根据本技术实施例的反应堆的保护系统示意图；
12.图5为根据本技术实施例的计算机可读存储介质示意图。
具体实施方式
13.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
14.需要说明的是，除非另外定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。若全文中出现“和/或”，其含义为包括三个并列方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b 方案，或a和b同时满足的方案。
15.根据本技术的实施例首先提供一种反应堆的保护方法，参照图1，包括：
16.步骤s102：接收探测器系统探测对反应堆功率的探测结果；
17.步骤s104：根据探测器系统的探测结果生成信号，
18.步骤s106：根据信号调整反应堆的保护策略。
19.步骤s104中根据探测器系统的探测结果生成信号可以具体包括：当探测器系统的探测结果高于第一定值时，持续生成第一信号，当探测器系统的探测结果低于第一定值时，停止生成第一信号，第一定值指示探测器系统已经切换到中间量程探测器；当探测器系统的探测结果高于第二定值时，持续生成第二信号，当探测器系统的探测结果低于第二定值时，停止生成第二信号，第二定值指示反应堆的功率已经离开探测器系统的源量程探测器的探测范围。
20.步骤s106中根据信号调整反应堆的保护策略可以具体包括：当信号中出现第二信号时，自动地关闭源量程探测器的电源，并自动地关闭第一保护功能；当信号中的第一信号消失时，自动地开启源量程探测器的电源，并自动地开启第一保护功能；其中，第一保护功能开启时，允许反应堆在源量程倍增周期小于对应的预设值时自动停堆。
21.核反应堆所使用的探测器系统通常包括源量程探测器、中间量程探测器和功率量程探测器，三个探测器分别具有不同的测量范围，例如，图2中分别示出了源量程探测器探
测范围21、中间量程探测器探测范围22和功率量程探测器探测范围23，三个探测器的探测范围之间分别具有一个或多个数量级的重叠，从而能够消除测量的盲区，在功能上相互制约和补充。
22.源量程探测器、中间量程探测器和功率量程探测器从选型到结果输出方式均存在一定的差异。源量程探测器通常采用中子计数器，其输出的为计数率信号。中间量程探测器通常选用裂变电离室，其输出的是计数率信号和/或均方电压信号。功率量程探测器通常采用补偿电离室，其输出的信号为电流信号。
23.在步骤s104中，将根据上述探测器所输出的测量结果来生成信号，该信号在相关技术中也被称为允许信号。在本实施例中，当探测器输出的结果高于第一定值的时候，持续生成第一信号，低于第一定值的时候，停止生成第一信号，该第一定值指示探测器系统已经切换到中间量程探测器，在相关技术中，第一定值也被称为p6定值，而第一信号也被称为p6信号。以类似地原理来根据第二定值生成第二信号，第二定值也被称为p8定值，第二信号也被称为p8信号。图2 中示例性地的描绘了p6定值以及p8定值在三个探测器的探测范围中所处的位置，可以理解地，本领域技术人员可以根据本领域中通用的安全准则并结合实际所选用的探测器型号、测量范围来选择合适的 p6定值和p8定值，并据此生成p6信号和p8信号，在此不再赘述。可以理解地，在反应堆功率上升的阶段，p6信号和p8信号将会相继出现，而p8信号的出现意味着反应堆的功率已经离开了源量程探测器的探测范围，此时，则可以自动地将源量程探测器的电源关闭，并关闭反应堆的第一保护功能。关闭反应堆的第一保护功能，在本领域中又称为将该保护功能进行旁通，通俗来说，旁通指在核电站运行、维护和试验期间，为了确保相关操作不影响电站的正常运行，并能保证保护系统执行安全功能的能力，而采用一系列特殊手段将系统某部分安全功能闭锁或置于不工作状态，以阻止不需要或不希望的保护动作触发。
24.第一保护功能在相关技术中又被称为源量程短周期保护功能，第一保护功能在开启时，将会在检测到反应堆功率的源量程倍增周期小于预定值时启动停堆，以防止反应堆功率过快地上升导致发生危险，而第二信号出现时，反应堆功率已经到了中间量程的范围，因此需要将第一保护功能关闭，以使得反应堆的功率能够继续上升。
25.而在第一信号消失后，需要重新开启第一保护功能，需要说明的是，第一信号消失，是指信号中原本存在第一信号的情况下，第一信号从信号中消失，即，特征降功率的过程中功率下降到第一定值以下的情况，此时反应堆的功率已经回到了源量程范围，但是第一保护功能仍处于关闭状态，因此需要重新开启第一保护功能。而在升功率的过程中，第一信号出现之前，以及第一信号出现但第二信号还未出现时，第一保护功能默认处于开启状态。
26.根据本技术实施例的反应堆保护方法能够根据p6信号和p8信号来自动地开启或关闭第一保护功能，而无需操作人员手动关闭，从而减轻了操作人员的操作压力，并减小失误率。
27.在一些实施例中，可以理解地，源量程探测器的电源开始后可能需要一定时间才能够进入稳定状态，因此，需要在源量程探测器的电源开始后延迟一段时间再开启第一保护功能，以防止源量程探测器的不稳定状态意外触发停堆，具体地，当信号中的第一信号消失时，自动地开启源量程探测器的电源，并在源量程探测器的电源已经开启第一预设时间
后，开启第一保护功能，其中，该第一预设时间为源量程探测器的电源自开启至达到稳定状态所需要的时间。
28.在一些实施例中，根据探测器系统的探测结果生成信号还可以包括：当探测器系统的探测结果高于第三定值时，持续生成第三信号，当探测器系统的探测结果低于第三定值时，停止生成第三信号，第三定值指示探测器系统已经切换到功率量程探测器；当探测器系统的探测结果高于第四定值时，持续生成第四信号，当探测器系统的探测结果低于第四定值时，停止生成第四信号，第四定值指示反应堆的功率已经离开探测器系统的中间量程探测器的探测范围。
29.相应地，根据信号调整反应堆的保护策略还包括：当信号中出现第四信号时，自动地关闭中间量程探测器的电源，并自动地关闭第二保护功能；当信号中的第三信号消失时，自动地开启中间量程探测器的电源，并自动地开启第二保护功能；其中，第二保护功能开启时，允许反应堆在中间量程倍增周期小于对应的预设值时自动停堆。
30.与第一信号和第二信号的生成类似地，第三信号和第四信号分别根据第三定值和第四定值生成。第三定值在相关技术中也被称为p9 定值，第三信号也被称为p9信号，p9信号的出现意味着反应堆的功率已经进入了功率量程探测器的探测范围。第四定值在相关技术中也被成为p10定值，第四信号也被称为p10信号，p10信号的出现意味着反应堆的功率已经可以不借助中间量程探测器来进行测量，尽管其可能仍然在中间量程探测器的探测范围中。图2中也示例性地的描绘了p9定值以及p10定值在三个探测器的探测范围中所处的位置，可以理解地，本领域技术人员可以根据本领域中通用的安全准则并结合实际所选用的探测器型号、测量范围来选择合适的p9定值和p10定值，并据此生成p9信号和p10信号，在此不再赘述。
31.在反应堆功率继续上升的阶段，p9信号和p10信号相继出现，当p10信号出现时，意味着已经可以不借助中间量程探测器来进行测量，从而，可以自动地将中间量程探测器的电源关闭，并关闭第二保护功能。
32.第二保护功能在相关技术中又称为中间量程短周期保护功能，第二保护功能在开启时，将会在检测到反应堆功率的中间量程倍增周期小于预定值时启动停堆，以防止反应堆功率过快地上升导致发生危险，而p10信号出现时，反应堆功率已经到了功率量程的范围，并且中间量程探测器已经被关闭，因此需要将第二保护功能关闭，以使得反应堆的功率能够继续上升。
33.与第一信号类似地，第三信号的消失是指信号中原本存在第三信号的情况下，第三信号消失，即，特指降功率的过程中功率下降到第三定值以下的情况，此时反应堆的功率已经回到了中间量程范围，但是第二保护功能还处于关闭状态，因此需要重新开启第二保护功能。
34.在一些实施例中，可以理解地，源量程探测器的电源开始后也可能需要一定时间才能够进入稳定状态，因此，需要在中间量程探测器的电源开始后延迟一段时间再开启第二保护功能，以防止中间量程探测器的不稳定状态意外触发停堆。具体地，当信号中的第三信号消失时，自动地开启中间量程探测器的电源，并在源量程探测器的电源已经开启第二预设时间后，开启第二保护功能，该第二预设时间为中间量程探测器的电源自开启至达到稳定状态所需要的时间。
35.在一些实施例中，如上文中所描述的，中间量程探测器和功率量程探测器所输出的信号有所不同，而第一信号和第二信号的生成通常依赖于中间量程探测器的探测结果，如果中间量程探测器被关闭(第四信号出现)，则第一信号和第二信号可能会消失，而中间量程探测器重新开启后(功率下降到第三信号消失后)第一信号和第二信号才会重新出现，可以理解地，第四信号出现时，第三信号也必然存在，为此，本实施例中，还使用第三信号来参与第一保护功能相关的调整，当信号中出现第三信号时，保持源量程探测器的电源和第一保护功能处于关闭状态。
36.在一些实施例中，如上文所描述的，中间量程探测器的电源开启后也需要经过一段时间后才能够到达稳定状态，而在中间量程探测器到达稳定状态后才能够较为稳定地根据其输出的结果生成第一信号、第二信号等，在其能够稳定生成第一信号、第二信号之前，仍需要将源量程探测器的电源和第一保护功能保持在关闭状态。
37.为此，在本实施例中，在信号中的第三信号消失起的第三预定时间内，继续保持源量程探测器的电源和所述第一保护功能处于关闭状态，第三预定时间为中间量程探测器的电源开启至能够根据探测器系统的探测结果生成第一信号和/或第二信号的时间，需要说明的是，这里的第三信号消失起的预定时间，是在信号中原本出现了第三信号的情况下，第三消失起开始计算的时间，即，特指降功率的过程中第三信号消失的情况。该第三预定时间可以与第二预定时间相同，也可以略长于第二预定时间，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置，在此不再赘述。
38.图3中示出了综合上述实施例的第一保护功能的开启和关闭逻辑示意图，其中，为取反，为复位优先rs触发器，为与，为或非，为延时，当输入由真(1)变为假(0)时，输出延时后变为假，当输入由假变为真时，输出立刻变为真。
39.参照图3，设定第一信号存在时p6输入为1，不存在时p6输入为0，第二信号存在时p8输入为1，不存在时p8输入为0，第三信号存在时p9输入为1，不存在时p9输入为0，则按照上述逻辑，若输出为1，则第一保护功能处于开启状态，输出为0，第一保护功能处于关闭状态。
40.在一些实施例中，根据信号调整反应堆的保护策略还包括：在信号中未出现第四信号时，关闭第三保护功能；在信号中出现第四信号时，开启第三保护功能，其中，第三保护功能开启时，允许反应堆在一/二回路的流量功率比低于对应的预设值时自动地停堆。可以理解地，当反应堆的功率较低时(第四信号出现之前)，流量功率比值为一个较大值，不会出现流量功率比值较低的情况，因此，在第四信号出现之前，关闭第三保护功能，而在第四信号出现之后将其开启。
41.在一些实施例中，根据探测器系统的探测结果生成信号包括：当探测器系统的探测结果高于第五定值时，持续生成第五信号；当探测器系统的探测结果低于第五定值时，停止生成第五信号，其中，第五定值为反应堆的25％核定热功率。
42.相应地，根据信号调整反应堆的保护策略还包括：当信号中出现第五信号时，开启第四保护功能，其中，第四保护功能开启时，允许反应堆在汽轮机旁路排放系统不可用时自动地停堆。
43.第五定值被设置成反应堆的25％rtp(核定热功率)，第五信号在相关技术中也被称为p25，可以理解地，在第五信号出现之前，反应堆的汽轮机并没有达到投运条件，处于停止运行的状态，而在第五信号出现之后，汽轮机才达到可投运状态，因此，在第五信号出现之无需开启第四保护功能。
44.在一些实施例中，根据探测器系统的探测结果生成信号时，使用四取二逻辑生成信号，具体地，探测器系统中的每个探测器可以具有四个通道，当四个通道中的两个或更多通道的探测结果符合相应的条件时，生成相应的信号，从而达到冗余控制的效果。在一些其他的实施例中，也可以采用三取二逻辑来生成信号。
45.根据本技术的实施例还提供一种反应堆的保护系统，参照图4，包括：接收模块41，接收模块41用于接收探测器系统探测对反应堆功率的探测结果；生成模块42，用于根据探测器系统的探测结果生成信号，调整模块43，用于根据信号调整反应堆的保护策略。
46.生成模块42在根据探测器系统的探测结果生成信号时，具体用于：当探测器系统的探测结果高于第一定值时，持续生成第一信号，当探测器系统的探测结果低于第一定值时，停止生成第一信号，第一定值指示探测器系统已经切换到中间量程探测器；当探测器系统的探测结果高于第二定值时，持续生成第二信号，当探测器系统的探测结果低于第二定值时，停止生成第二信号，第二定值指示反应堆的功率已经离开探测器系统的源量程探测器的探测范围。
47.调整模块43在根据信号调整反应堆的保护策略时，具体用于：当信号中出现第二信号时，自动地关闭源量程探测器的电源，并自动地关闭第一保护功能；当信号中的第一信号消失时，自动地开启源量程探测器的电源，并自动地开启第一保护功能；其中，第一保护功能开启时，允许反应堆在源量程倍增周期小于对应的预设值时自动停堆。
48.反应堆的保护系统中各个模块在工作时的具体细节可以参照上文中关于反应堆保护方法的描述，在此不再赘述。
49.在一些实施例中，调整模块43具体用于：当信号中的第一信号消失时，自动地开启源量程探测器的电源，并开启反应堆的第一保护功能包括：当信号中的第一信号消失时，自动地开启源量程探测器的电源，并在源量程探测器的电源已经开启第一预设时间后，开启第一保护功能，其中，第一预设时间为源量程探测器的电源自开启至达到稳定状态所需要的时间。
50.在一些实施例中，生成模块42还用于：当探测器系统的探测结果高于第三定值时，持续生成第三信号，当探测器系统的探测结果低于第三定值时，停止生成第三信号，第三定值指示探测器系统已经切换到功率量程探测器；当探测器系统的探测结果高于第四定值时，持续生成第四信号，当探测器系统的探测结果低于第四定值时，停止生成第四信号，第四定值指示已经能够关闭中间量程探测器。
51.相应地，调整模块43还用于：当信号中出现第四信号时，自动地关闭中间量程探测器的电源，并自动地关闭第二保护功能；当信号中的第三信号消失时，自动地开启中间量程探测器的电源，并自动地开启第二保护功能；其中，第二保护功能开启时，允许反应堆在中间量程倍增周期小于对应的预设值时自动停堆。
52.在一些实施例中，调整模块43具体用于：当信号中的第三信号消失时，自动地开启中间量程探测器的电源，并自动地开启第二保护功能包括：当信号中的第三信号消失时，自
动地开启中间量程探测器的电源，并在源量程探测器的电源已经开启第二预设时间后，开启第二保护功能，其中，第二预设时间为中间量程探测器的电源自开启至达到稳定状态所需要的时间。
53.在一些实施例中，调整模块43还用于：当信号中出现第三信号时，保持源量程探测器的电源和反应堆的源量程短周期保护功能处于关闭状态。
54.在一些实施例中，调整模块43还用于：在信号中的第三信号消失起的第三预定时间内，继续保持源量程探测器的电源和第一保护功能处于关闭状态，第三预定时间为中间量程探测器的电源开启至能够根据探测器系统的探测结果生成第一信号和/或第二信号的时间。
55.在一些实施例中，调整模块43还用于：在信号中未出现第四信号时，关闭第三保护功能；在信号中出现第四信号时，开启第三保护功能，其中，第三保护功能开启时，允许反应堆在一/二回路的流量功率比低于对应的预设值时自动地停堆。
56.在一些实施例中，生成模块42还用于：当探测器系统的探测结果高于第五定值时，持续生成第五信号；当探测器系统的探测结果低于第五定值时，停止生成第五信号，其中，第五定值为反应堆的25％核定热功率。
57.相应地，调整模块43还用于：当信号中出现第五信号时，开启第四保护功能，其中，第四保护功能开启时，允许反应堆在汽轮机旁路排放系统不可用时自动地停堆。
58.在一些实施例中，生成模块42具体用于：使用四取二逻辑生成信号。
59.根据本技术的实施例还提供一种计算机可读存储介质，参照图5，其上存储有计算机指令51，计算机指令51被计算机执行时实现如上述任一实施例中所描述的反应堆的保护方法。
60.计算机可读存储介质是指可以存储处理器可读的信息或数据的任何类型的物理存储器。因此，计算机可读存储介质可以存储用于由一个或多个处理器执行的指令，包括用于使处理器执行与本文描述的实施例一致的步骤或阶段的指令。计算机可读介质包括非易失性和易失性介质以及可移除和不可移除介质，其中信息存储可以用任何方法或技术来实现。信息可以是计算机可读指令的模块、数据结构和程序、或其他数据。非暂时性计算机可读介质的示例包括但不限于：相变随机存取存储器(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其它类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、闪存或其它存储器技术、光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能盘(dvd) 或其他光存储器、盒式磁带、磁带或磁盘存储器或其他磁存储装置、高速缓存、寄存器或可用于存储能够被计算机装置访问的信息的任何其他非传输介质。计算机可读存储介质是非暂时性的，并且不包括诸如调制数据信号和载波之类的暂时性介质。
61.尽管本文描述了所公开的原理的示例和特征，但是在不脱离所公开的实施例的精神和范围的情况下，可以进行修改、适应性改变和其他实现。此外，词语“包含”、“具有”、“包含有”和“包括”以及其它类似形式旨在在含义上是等同的并且是开放性的，这些词语中的任何一个之后的一个或多个项目并不意在作为这样的一个或多个项目的详尽列表，也并不意在仅限于所列出的一个或多个项目。还必须注意，如本文和所附权利要求书中所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指示物。
62.应该理解的是，本技术不限于上面已经描述并在附图中示出的确切结构，并且可
以在不脱离本技术范围的情况下进行各种修改和变化。用意在于，本技术的范围应当仅由所附权利要求限定。