核电站均匀硼稀释事故的处理方法、系统与流程

1.本发明涉及核电安全领域，尤其涉及一种核电站均匀硼稀释事故的处理方法、系统。


背景技术：

2.化学和容积控制系统的主要功能是调节硼溶液的浓度，以控制堆的反应性，但是，当化学和容积控制系统或其它系统出现故障或者人因失误时，会导致一回路意外引入较低硼浓度的硼酸溶液或者除盐水，这些稀释源通过化学与容积控制系统进入反应堆，会造成引发反应性失控的硼稀释事故，从而给反应堆的安全带来巨大的威胁。
3.根据反应性引入的快慢，可将硼稀释事故分为均匀硼稀释事故(慢稀释事故)和非均匀硼稀释(快稀释事故)两种类型，其中，均匀硼稀释事故为：由于较低硼浓度的硼酸溶液或清水在进入堆芯前与一回路冷却剂进行了充分的搅混，逐渐均匀并降低一回路硼浓度；非均匀硼稀释事故为：由于一回路没有足够的强迫循环，较低硼浓度的硼酸溶液或清水在主泵泵壳中积聚，当主泵再次启动时，低硼水团或清水团进入堆芯，造成堆芯燃料快速损毁。对于非均匀硼稀释事故，通常只有预防措施，因为快速进入堆芯的清水或低硼水会造成堆芯燃料组件局部瞬间融化，造成严重后果，因此从设计上必须避免。而对于均匀硼稀释事故，在清水或低硼水进入一回路后，会与一回路冷却剂(符合要求的硼水)一起被主泵等强迫循环搅匀，对堆芯造成的危害没有快稀释那么迅速，效果是逐渐累积的，因此该类型的误稀释可以通过探测及干预来避免机组状态恶化。
4.目前，针对核电站的均匀硼稀释事故，多是在功率运行工况下控制棒处于自动控制模式进行检测及保护的，即，根据棒控棒位系统提供的测量信号得到控制棒的实际棒位数值，并根据实际棒位数值确定是否需要进行保护。但是，当控制棒处于手动控制模式时，由于无法直接获取控制棒的实际棒位数值，所以无法对堆芯进行有效的保护。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述误稀释事故无法适用控制棒手动控制模式的技术缺陷，提供一种核电站均匀硼稀释事故的处理方法、系统。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电站均匀硼稀释事故的处理方法，包括：
7.步骤s10.从dcs仪控系统获取超温超功率实测信号，并判断所述超温超功率实测信号是否满足第一预设条件；
8.步骤s20.从设置在堆芯外的中子注量探测器获取探测信号，并判断所述探测信号是否满足第二预设条件；
9.步骤s30.在所述超温超功率实测信号满足第一预设条件，或者，所述探测信号满足第二预设条件时，生成隔离信号，以通过化学和容积控制系统隔离稀释源。
10.优选地，还包括：
11.在所述超温超功率实测信号满足第一预设条件，或者，所述探测信号满足第二预设条件时，还生成指示信号，并根据所述指示信号输出均匀硼稀释事故指示信息。
12.优选地，还包括：
13.在所述均匀硼稀释事故处理完成后，接收用户输入的复位信号，并根据所述复位信号使所述化学和容积控制系统恢复至正常运行状态。
14.优选地，所述判断所述超温超功率实测信号是否满足第一预设条件，包括：
15.获取超温差量整定值，并根据所述超温差量整定值，判断所述超温超功率实测信号是否满足预设的超温差量条件，并在满足所述超温差量条件时生成第一中间信号；
16.获取超功率差量整定值，并根据所述超功率差量整定值，判断所述超温超功率实测信号是否满足预设的超功率差量条件，并在满足所述超功率差量条件时生成第二中间信号；
17.将所述第一中间信号和所述第二中间信号进行逻辑或运算，并生成第三中间信号；
18.获取停堆信号，并对所述停堆信号进行逻辑非运算，生成第四中间信号；
19.将所述第三中间信号与所述第四中间信号进行逻辑与运算，并生成第一触发信号。
20.优选地，所述中子注量探测器包括中间量程中子注量探测器、功率量程中子注量探测器；而且，
21.所述步骤s20包括：
22.步骤s21.从设置在堆芯外的中子注量探测器获取探测信号，根据所述探测信号获取反应堆的当前功率，且判断所述当前功率是否小于功率阈值，若是，则执行步骤s22；若否，则执行步骤s23；
23.步骤s22.判断中间量程中子注量探测器的探测信号是否满足预设的低功率条件，并在满足所述低功率条件时生成第二触发信号；
24.步骤s23.判断功率量程中子注量探测器的探测信号是否满足预设的高功率条件，并在满足所述高功率条件时生成第三触发信号。
25.优选地，所述步骤s22包括：
26.步骤s221.将中间量程中子注量探测器的探测信号与第一整定值进行比较，并根据比较结果判断是否满足预设的第一低功率条件，并在满足所述第一低功率条件时生成第二触发信号；
27.步骤s222.将功率量程中子注量探测器的探测信号与第二整定值进行比较，并根据比较结果判断是否满足预设的第二低功率条件，并在满足所述第二低功率条件时生成第四触发信号；
28.所述步骤s23包括：
29.将功率量程中子注量探测器的探测信号与第三整定值进行比较，并根据比较结果判断是否满足预设的高功率条件，并在满足所述高功率条件时生成第三触发信号，其中，所述第三整定值大于所述第二整定值。
30.优选地，所述中间量程中子注量探测器的数量为多个，且分散设置在堆芯外的多个通道内，而且，所述步骤s221包括：
31.针对每个通道，均进行：判断该通道的每个中间量程中子注量探测器的探测信号是否大于所述第一整定值，并判断该通道中大于所述第一整定值的探测信号的数量是否大于第一预设值，若大于第一预设值，则生成该通道所对应的第五中间信号；
32.判断多个通道中存在所述第五中间信号的通道的数量是否大于第二预设值，若是，则生成第二触发信号。
33.优选地，所述功率量程中子注量探测器的数量为多个，且分散设置在堆芯外的多个通道内，而且，
34.所述步骤s222包括：
35.针对每个通道，均进行：判断该通道的每个功率量程中子注量探测器的探测信号是否大于所述第二整定值，并判断该通道中大于所述第二整定值的探测信号的数量是否大于第三预设值，若大于第三预设值，则生成该通道所对应的第六中间信号；
36.判断多个通道中存在所述第六中间信号的通道的数量是否大于第四预设值，若是，则生成第四触发信号；
37.所述步骤s223包括：
38.针对每个通道，均进行：判断该通道的每个功率量程中子注量探测器的探测信号是否大于所述第三整定值，并判断该通道中大于所述第三整定值的探测信号的数量是否大于第三预设值，若大于第三预设值，则生成该通道所对应的第七中间信号
39.判断多个通道中存在所述第七中间信号的通道的数量是否大于第四预设值，若是，则生成第三触发信号。
40.优选地，所述步骤s30包括：
41.将所述第一触发信号、所述第二触发信号、所述第三触发信号和所述第四触发信号进行逻辑或运算，并生成隔离信号，并通过化学和容积控制系统隔离稀释源。
42.本发明还构造一种核电站均匀硼稀释事故的处理系统，包括：
43.第一判断模块，用于从dcs仪控系统获取超温超功率实测信号，并判断所述超温超功率实测信号是否满足第一预设条件；
44.第二判断模块，用于从设置在堆芯外的中子注量探测器获取探测信号，并判断所述探测信号是否满足第二预设条件；
45.隔离信号生成模块，用于在所述超温超功率实测信号满足第一预设条件，或者，所述探测信号满足第二预设条件时，生成隔离信号，以通过化学和容积控制系统隔离稀释源。
46.优选地，还包括：
47.输出模块，用于在所述超温超功率实测信号满足第一预设条件，或者，所述探测信号满足第二预设条件时，还生成指示信号，并根据所述指示信号输出均匀硼稀释事故指示信息。
48.优选地，还包括：
49.复位模块，用于在所述均匀硼稀释事故处理完成后，接收用户输入的复位信号，并根据所述复位信号使所述化学和容积控制系统恢复至正常运行状态。
50.本发明所提供的技术方案，在核电厂发生误稀释事故(仅针对均匀硼稀释事故)时，可根据超温超功率实测信号、中子注量探测器的探测信号，自动诊断误稀释事故，并自动隔离可能的稀释源，从而，在机组运行状态且控制棒处于手动控制模式下，实现了误稀释
事故的自动保护功能。因此，可帮助操纵员完成误稀释事故的处理，提高机组对误稀释事故的响应速度，有效减少操纵员处理误稀释事故过程中产生的人因失效，极大的提高核电厂运行安全性和经济性。
附图说明
51.为了更清楚地说明本发明实施例，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。附图中：
52.图1是本发明一个实施例中核电站均匀硼稀释事故的处理方法的流程图；
53.图2是图1中步骤s10一个实施例的流程图；
54.图3是图1中步骤s20一个实施例的流程图；
55.图4是本发明一个实施例中核电站均匀硼稀释事故的处理系统的逻辑图；
56.图5是本发明一个实施例中核电站均匀硼稀释事故的处理系统的逻辑结构图。
具体实施方式
57.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。
58.首先说明的是，在功率工况控制棒处于手动控制模式下，无法采用测量到的棒位信号自动隔离化学和容积控制系统。本发明针对均匀硼稀释事故，当事故发生后，反应堆中子通量升高，功率上升，进而导致温度压力发生变化，根据这些状态表征，本发明选取超功率δt、超温δt、中子注量率信号来表征该工况下均匀硼稀释事故(误稀释事故)，仪表采用与其对应的温度、压力、中子通量等仪表。
59.图1是本发明一个实施例中核电站均匀硼稀释事故的处理方法的流程图，该实施例的处理方法适用于控制棒处于手动控制模式下发生的均匀硼稀释事故，而且，具体包括以下步骤：
60.步骤s10.从dcs仪控系统获取超温超功率实测信号，并判断所述超温超功率实测信号是否满足第一预设条件；
61.在该步骤中，关于超温超功率实测信号，需说明的是，其来自于核电厂的dcs仪控系统，而且，其具体是通过对反应堆冷却剂系统主回路的冷热段的温度差信号进行处理而获取到的。
62.步骤s20.从设置在堆芯外的中子注量探测器获取探测信号，并判断所述探测信号是否满足第二预设条件；
63.步骤s30.在所述超温超功率实测信号满足第一预设条件，或者，所述探测信号满足第二预设条件时，生成隔离信号，以通过化学和容积控制系统隔离稀释源。
64.该实施例的技术方案依托计算机优势建立一套误稀释事故(仅针对均匀硼稀释事故)自动保护方法，在核电厂发生误稀释事故时，根据超温超功率实测信号、中子注量探测
器的探测信号，自动诊断误稀释事故，并自动隔离可能的稀释源，从而实现在机组运行状态的误稀释事故的自动保护功能。因此，可帮助操纵员完成误稀释事故的处理，提高机组对误稀释事故的响应速度，有效减少操纵员处理误稀释事故过程中产生的人因失效，极大的提高核电厂运行安全性和经济性。
65.进一步地，在一个可选实施例中，本发明的核电站均匀硼稀释事故的处理方法还包括：在所述超温超功率实测信号满足第一预设条件，或者，所述探测信号满足第二预设条件时，还生成指示信号，并根据所述指示信号输出均匀硼稀释事故指示信息，例如，可通过配套的误稀释事故显示界面以及声光报警来提示用户误稀释事故的诊断结果。这样，可帮助操纵员快速了解当前机组状态。
66.进一步地，在一个可选实施例中，本发明的核电站均匀硼稀释事故的处理方法还包括：在所述均匀硼稀释事故处理完成后，接收用户输入的复位信号，例如，可通过配套的复位按钮来接收复位信号，并根据所述复位信号使所述化学和容积控制系统恢复至正常运行状态。在该实施例中，当误稀释事故处理完成后，操纵员可通过触发复位按钮来输入复位信号，以将化学和容积控制系统恢复至正常运行状态。
67.图2是图1中步骤s10一个实施例的流程图，在该实施例中，步骤s10中判断所述超温超功率实测信号是否满足第一预设条件，可具体包括：
68.步骤s11.获取超温差量整定值，并根据所述超温差量整定值，判断所述超温超功率实测信号是否满足预设的超温差量条件，并在满足所述超温差量条件时生成第一中间信号；
69.在该步骤中，关于超温差量(超温δt)整定值，其与以下参数有关：在额定热功率时的温差值、测得的反应堆冷却剂的平均温度值、在额定热功率时冷却剂的平均温度的设计值、反应堆冷却剂泵的转速值、冷却剂泵的转速设计值、堆芯上下半部功率之差、预定的增益和偏置值，等等。而且，可通过以下方式判断超温超功率实测信号是否满足预设的超温差量条件：将超温超功率实测信号与超温差量整定值进行比较，如果超温超功率实测信号大于超温差量整定值，则认为满足预设的超温差量条件，并且生成第一中间信号。
70.步骤s12.获取超功率差量整定值，并根据所述超功率差量整定值，判断所述超温超功率实测信号是否满足预设的超功率差量条件，并在满足所述超功率差量条件时生成第二中间信号；
71.在该步骤中，关于超功率差量(超功率δt)整定值，其与以下参数有关：在额定热功率时的温差值、测得的反应堆冷却剂的平均温度值、在额定热功率时冷却剂的平均温度的设计值、反应堆冷却剂泵的转速值、冷却剂泵的转速设计值、预定的增益和偏置值(不同于超温差量整定值中的增益和偏置值)，等等。另外还需说明的是，超功率差量整定值的计算公式与超温差量整定值的计算公式不同。而且，可通过以下方式判断超温超功率实测信号是否满足预设的超功率差量条件：将超温超功率实测信号与超功率差量整定值进行比较，如果超温超功率实测信号大于超功率差量整定值，则认为满足预设的超功率差量条件，并且生成第二中间信号。
72.步骤s13.将所述第一中间信号和所述第二中间信号进行逻辑或运算，并生成第三中间信号；
73.步骤s14.获取停堆信号，并对所述停堆信号进行逻辑非运算，生成第四中间信号；
74.在该步骤中，关于核电厂反应堆的停堆信号，需说明的是，其为停堆断路器的闭合/打开信号，而且，核电厂通常设置多对停堆断路器，例如，四对，那么，如果四对停堆断路器中有两对停堆断路器打开，则认为该停堆信号表征为反应堆停堆。
75.步骤s15.将所述第三中间信号与所述第四中间信号进行逻辑与运算，并生成第一触发信号。
76.在该步骤中，需说明的是，利用第四中间信号来闭锁第一中间信号及第二中间信号，可以避免非误稀释事故停堆后触发第一中间信号和第二中间信号的生成，因为：非误稀释事故停堆后，第四中间信号先于第一中间信号或第二中间信号触发，停堆落棒过程导致的第一中间信号或第二中间信号会晚于第四中间信号。因此，可避免核电机组的无效后撤，进一步提高核电厂的经济性。
77.进一步地，关于步骤s10，在一个具体实施例中，从dcs仪控系统获取的超温超功率实测信号是多个环路的超温超功率实测信号，即，有多个超温超功率实测信号，例如，四个环路对应有四个超温超功率实测信号，那么，可通过以下方式确定是否生成第一中间信号：若四个超温超功率实测信号中存在至少两个超温超功率实测信号大于超温差量整定值，则认为满足预设的超温差量条件，并生成第一中间信号；反之，则认为不满足预设的超温差量条件。同样地，可通过以下方式确定是否生成第二中间信号：若四个超温超功率实测信号中存在至少两个超温超功率实测信号大于超功率差量整定值，则认为满足预设的超功率差量条件，并生成第二中间信号；反之，则认为不满足预设的超功率差量条件。在该实施例中，通过进行逻辑退化处理(四取二)，可剔除掉无效的信号，增强冗余性能，避免单一失效。
78.图3是图1中步骤s20一个实施例的流程图，在该实施例中，中子注量探测器包括中间量程中子注量探测器、功率量程中子注量探测器，而且，步骤s20可具体包括：
79.步骤s21.从设置在堆芯外的中子注量探测器获取探测信号，根据所述探测信号获取反应堆的当前功率，且判断所述当前功率是否小于功率阈值，若是，则执行步骤s22；若否，则执行步骤s23；
80.在该步骤中，功率阈值为核电厂满负荷运行时的功率(100％核功率)与特定百分比的乘积，例如，功率阈值为10％核功率。另外，可根据功率量程中子注量探测器的探测信号获取反应堆的当前功率。
81.步骤s22.判断中间量程中子注量探测器的探测信号是否满足预设的低功率条件，并在满足所述低功率条件时生成第二触发信号；
82.步骤s23.判断功率量程中子注量探测器的探测信号是否满足预设的高功率条件，并在满足所述高功率条件时生成第三触发信号。
83.进一步地，在一个可选实施例中，步骤s22包括：
84.步骤s221.将中间量程中子注量探测器的探测信号与第一整定值进行比较，并根据比较结果判断是否满足预设的第一低功率条件，并在满足所述第一低功率条件时生成第二触发信号；
85.步骤s222.将功率量程中子注量探测器的探测信号与第二整定值进行比较，并根据比较结果判断是否满足预设的第二低功率条件，并在满足所述第二低功率条件时生成第四触发信号；
86.所述步骤s23包括：
87.将功率量程中子注量探测器的探测信号与第三整定值进行比较，并根据比较结果判断是否满足预设的高功率条件，并在满足所述高功率条件时生成第三触发信号，其中，所述第三整定值大于所述第二整定值。
88.在该实施例中，功率量程中子注量探测器的探测信号对应有两个整定值(高定值和低定值)，而且，在反应堆的当前功率小于功率阈值时，可将功率量程中子注量探测器的探测信号与低整定值(第二整定值)进行比较来判断是否满足预设的第二低功率条件；在反应堆的当前功率不小于功率阈值时，可将功率量程中子注量探测器的探测信号与高整定值(第三整定值)进行比较来判断是否满足预设的高功率条件。
89.在一个具体实施例中，中间量程中子注量探测器的数量为多个，且分散设置在堆芯外的多个通道内，例如，共有四个通道，而且，每个通道内设置三个中间量程中子注量探测器，那么，共有12个中间量程中子注量探测器。而且，步骤s221包括：
90.针对每个通道，均进行：判断该通道的每个中间量程中子注量探测器的探测信号是否大于所述第一整定值，并判断该通道中大于所述第一整定值的探测信号的数量是否大于第一预设值，若大于第一预设值，则生成该通道所对应的第五中间信号，例如，第一预设值例如为2，即，采用三取二退化逻辑对一个通道内的三个比较结果进行处理；
91.判断多个通道中存在所述第五中间信号的通道的数量是否大于第二预设值，若是，则生成第二触发信号，例如，第二预设值例如为2，即，采用四取二退化逻辑对四个通道的结果进行处理。
92.同样地，在一个具体实施例中，功率量程中子注量探测器的数量为多个，且分散设置在堆芯外的多个通道内，例如，共有四个通道，而且，每个通道内设置三个功率量程中子注量探测器，那么，共有12个功率量程中子注量探测器。而且，步骤s222包括：
93.针对每个通道，均进行：判断该通道的每个功率量程中子注量探测器的探测信号是否大于所述第二整定值，并判断该通道中大于所述第二整定值的探测信号的数量是否大于第三预设值，若大于第三预设值，则生成该通道所对应的第六中间信号；
94.判断多个通道中存在所述第六中间信号的通道的数量是否大于第四预设值，若是，则生成第四触发信号；
95.步骤s223包括：
96.针对每个通道，均进行：判断该通道的每个功率量程中子注量探测器的探测信号是否大于所述第三整定值，并判断该通道中大于所述第三整定值的探测信号的数量是否大于第三预设值，若大于第三预设值，则生成该通道所对应的第七中间信号
97.判断多个通道中存在所述第七中间信号的通道的数量是否大于第四预设值，若是，则生成第三触发信号。
98.在该实施例中，例如，第三预设值、第四预设值分别为2，则采用三取二退化逻辑对一个通道内的三个比较结果进行处理，再采用四取二退化逻辑对四个通道的结果进行处理。
99.进一步地，在一个可选实施例中，步骤s30具体包括：
100.将所述第一触发信号、所述第二触发信号、所述第三触发信号和所述第四触发信号进行逻辑或运算，并生成隔离信号，并通过化学和容积控制系统隔离稀释源。
101.在一个具体实施例中，结合图4，共有四路触发信号送入逻辑或门的输入端，其中，
第一触发信号根据以下方式生成：第一中间信号和第二中间信号进行逻辑或运算后，再与停堆信号的逻辑非信号进行逻辑与运算。四路触发信号经逻辑或运算后，送入rs触发器，并输出隔离信号和指示信号，其中，隔离信号被送入化学和容积控制系统，以阻断稀释源的持续注入；指示信号被送入显示界面进行显示，而且，该指示信号需要进行保持，因为停堆后这个信号短时间后将会消失，不能继续给操纵员指示，通过对该信号进行保持可提示操纵员误稀释事故的发生。另外，当误稀释事故处理完成后，操纵员可通过输入复位信号以及驱动指令来恢复至正常运行状态。
102.图5是本发明一个实施例中核电站均匀硼稀释事故的处理系统的逻辑结构图，该实施例的核电站均匀硼稀释事故的处理系统包括：第一判断模块10、第二判断模块20和隔离信号生成模块30，其中，第一判断模块10用于从dcs仪控系统获取超温超功率实测信号，并判断所述超温超功率实测信号是否满足第一预设条件；第二判断模块20用于从设置在堆芯外的中子注量探测器获取探测信号，并判断所述探测信号是否满足第二预设条件；隔离信号生成模块30用于在所述超温超功率实测信号满足第一预设条件，或者，所述探测信号满足第二预设条件时，生成隔离信号，以通过化学和容积控制系统隔离稀释源。
103.进一步地，该实施例的核电站均匀硼稀释事故的处理系统还包括输出模块40和复位模块50，其中，输出模块40用于在所述超温超功率实测信号满足第一预设条件，或者，所述探测信号满足第二预设条件时，还生成指示信号，并根据所述指示信号输出均匀硼稀释事故指示信息。复位模块50用于在所述均匀硼稀释事故处理完成后，接收用户输入的复位信号，并根据所述复位信号使所述化学和容积控制系统恢复至正常运行状态。
104.在一个具体实施例中，可在主控室level 2层配置显示界面，该显示界面可显示误稀释事故，包括指示信号、复位按钮，而且，还可显示具体是哪一项异常：超温δt高(超温超功率实测信号与超温差量整定值相比异常)；超功率δt高(超温超功率实测信号与超功率差量整定值相比异常)；中间量程中子注量率高(中间量程中子注量探测器的探测信号与第一整定值相比异常)；功率量程中子注量率高(高定值)；功率量程中子注量率高(低定值)。
105.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。