事故规程中堆芯冷却运行控制策略分析

事故规程中堆芯冷却运行控制策略分析

张志强

张志强

中国核电工程有限公司北京

摘要：在事故情况下,事故规程提供了多层次多手段的事故诊断操作，多重的诊断措施减少了漏诊的可能，诊断所依据的信号来自精细的事故分析研究。同时每个关键安全功能都对应一个功能目标，即作出“决策”，恢复或维持每个关键安全功能在安全水平内。本文结合堆芯冷却恶化、不足、饱和的操作，对堆芯冷却控制策略进行分析。

关键词：征兆导向；事故规程；控制策略

AnalysisofOperationControlStrategyofSubcriticaldegreeinaccidentRegulation

ZHANGZhiqiang

(ChinaNuclearPowerEngineeringCo.Ltd,BeijngChina)

Abstract：Inthecaseofanaccident,theaccidentrulesprovidemulti-levelandmulti-meansofaccidentdiagnosisoperation,andthemultiplediagnosticmeasuresreducethepossibilityofmisseddiagnosis,andthesignalsbasedonthediagnosiscomefromfineaccidentanalysisandresearch.

Atthesametime,eachkeysrcurityfunctionrespondstoafunctionalgoal,thatistomakea”decision”torestoreormaintaineachkeyfunctionwithinthesecuritylevel.Inthispaper,thecorecoolingcontrolstategyisanalyzedbasedonthecorecoolingdeterioration,insufficiencyandsaturationoperation.

Keywords：symptomorientation;accidentregulation;controlstrategy

1前言

在正常运行工况下，操纵员应严格遵守运行技术规范。当机组运行状态偏离正常运行工况时，操纵员必须通过执行事故规程将反应堆带到安全状态。由于在事故情况下可能会出现操纵员的人为错误，或者是非单一设计基准事故，即叠加事件。具体到对处于事件或者事故工况下的核电站，关注对象以核蒸汽供应系统（如主回路、蒸汽发生器）、安全壳和相关系统为主。

征兆导向法事故规程中采用六大关键安全功能表征核电站事故后机组状态的，也就是通过六大关键安全功能“观察、诊断、辨别”机组总的状态。

本文主要分析征兆导向法事故规程中六大关键安全功能中的堆芯冷却控制策略。

2六大关键安全功能

征兆导向事故规程将确保关键安全功能放在很重要的地位。一般说来，核电厂事故虽然种类繁多，究其实质不过是功率失控和冷却能力丧失两大类，防止居民受害的关键则是安全壳的完整性。因而，确保安全的目标的确可以归纳为确保有限数目的安全功能，从而确保放射性释放的多道屏障来实现。

表1关键安全功能与多道屏障的关系

3堆芯冷却运行控制策略分析

在事故处理过程中，堆芯冷却根据事故分析区分为不同状态，因此，在不同状态中确定不同的关键安全功能目标优先级。并由此对应一个运行控制策略。目前堆芯冷却运行控制策略如下：

通过对堆芯出口温度和过冷度的测量，转向不同的堆芯冷却恢复规程：

●堆芯冷却恶化响应；

●堆芯冷却不足响应；

●堆芯冷却饱和响应。

恢复安注是恢复主系统水装量和堆芯冷却的最有效手段。如果不能建立中压安注或不能有效恢复堆芯冷却，则要求操纵员采取措施降低主系统压力以使中压安注箱和低压安注注入。主系统降压通过二次侧降压实现，二次侧降压的同时应注意避免一次侧过快的冷却导致热冲击等问题。

3.1堆芯冷却恶化响应响应分析

堆芯冷却不足主要是由于一回路冷却剂装量减少或堆芯部分裸露。余热排出能力不足情况下，衰变热将导致燃料温度上升，并最终导致燃料损坏。为避免上述情况，应尽快恢复堆芯冷却。

当堆芯出口温度大于650℃时，恢复/重建策略的目标，主要操作策略如下：

3.2堆芯冷却不足响应分析

由于一回路冷却剂丧失而导致的堆芯冷却不足。当主泵未运行时，堆芯冷却不足的表示堆芯部分裸露，如果主泵在运行，堆芯存在进一步恶化的可能，需要停运主泵。上述工况下均要求操纵员恢复主系统水装量。

当堆芯出口温度低于650℃，且堆芯出口过冷度高于20℃时，如果堆芯出口温度在362℃至650℃之间，主要操作策略如下：

3.3堆芯冷却饱和响应分析

由于不同原因而导致的堆芯冷却饱和工况。饱和状态的堆芯意味着堆芯冷却已经很危险，在该工况下，应该采用合适的操作防止堆芯冷却的进一步恶化。

当堆芯出口温度低于650℃，且堆芯出口过冷度高于20℃时，如果堆芯出口温度低于362℃，主要操作策略如下：

4结论

通过上述分析可知，对于堆芯冷却的控制，在不同状态中确定不同的关键安全功能目标优先级，为了将机组带到安全状态，征兆导向法事故规程总是按照有效性、使用的方便性和常用性以及引起的代价决定各操作措施的使用顺序。因此，机组运行状态越恶化，所采取的措施也就越强硬。

参考文献

[1]CPR1000MWe压水堆核电站系统与设备，第三版

[2]堆芯冷却恶化响应符合性计算报告，DESA版

[3]堆芯冷却不足响应符合性计算报告，DESA版

[4]堆芯冷却饱和响应符合性计算报告，DESA版