基于征兆的压水堆核电厂二次侧热阱控制策略的设计方法技术

本发明专利技术涉及一种基于征兆的压水堆核电厂二次侧热阱控制策略的设计方法，该方法通过梳理筛选征兆参数，开展二次侧热阱功能降级水平分析，并形成降级失效程度划分，并在此基础开展相应的子功能失效梳理，针对子功能失效情况结合核电厂安全设计确定最佳的恢复控制策略。本发明专利技术能够满足蒸汽发生器二次侧热阱功能的重要性和复杂性要求，并充分体现征兆导向在处理复杂和叠加事故方面的优势，基于该方法设计的压水堆核电厂二次侧热阱控制策略可有效实现事故工况下二次侧热阱功能的恢复，并确保了控制策略的有效性、可靠性和完备性。

Design method of control strategy for secondary side heat sink of PWR nuclear power plant based on symptoms

【技术实现步骤摘要】
基于征兆的压水堆核电厂二次侧热阱控制策略的设计方法
本专利技术属于核电厂设计
，具体涉及一种基于征兆的压水堆核电厂二次侧热阱控制策略的设计方法。
技术介绍
核电厂蒸汽发生器二次侧热阱是核电厂安全运行的关键功能之一，是实现核电厂堆芯冷却的重要途径。蒸汽发生器给水不足或水位过低，导致蒸汽发生器二次侧排热能力下降，反应堆冷却剂温度上升，导致一回路工况恶化；二次侧热阱全部丧失工况中如不采取任何措施，堆芯有逐渐裸露和损坏的风险。另一方面，若蒸汽发生器水位过高，造成蒸发器出口蒸汽含水量超标，会增加汽轮机的热冲击和汽蚀风险，影响机组寿命甚至造成机组损坏。因此，二次侧热阱功能直接关系核电厂的安全运行。同时，蒸汽发生器二次侧热阱是核电厂最复杂的控制功能之一。二次侧热阱功能涉及的系统和设备数量众多，对各部分的操作顺序、操作时机和操纵员的相互配合也都有着复杂而精准的要求。因此，鉴于蒸汽发生器二次侧热阱功能的重要性和复杂性，必须为其建立一套合理可行的控制策略，确保二次侧热阱相关功能的可用性和可靠性，从而保证核电厂安全有效的运行。当二次侧热阱功能降级或丧失，则必须采取事故缓解措施恢复其功能。然而二次热阱功能包含的子功能多，如蒸汽发生器水位控制，给水控制、汽机旁排控制、排污控制等；且所需要监视的信息多，如蒸汽发生器水位、给水流量、给水温度、蒸汽流量、蒸汽压力等，因此造成二次侧热阱失效的初因事件较多，不仅事件类型多，且会发生多重事件叠加。面对二次热阱存在的多种故障和多重失效的特性，基于单一故障的事件导向存在不可避免的局限性，无法包络二次侧热阱各种失效工况，如无法正确处理叠加事故，对人因失误造成的事故响应不足等。基于征兆导向的事故处理策略，通过监视若干个安全相关参数的演变情况，用以表征安全功能的降级程度，从而针对性的采取最优的方式进行电厂恢复操作，并通过控制相关安全功能将反应堆机组始终维持在安全状态，能够有效地处理复杂工况和叠加事故。因此，为应对二次侧热阱失效工况，有必要采取基于征兆导向的控制策略，针对不同的征兆表征的不同的功能降级程度，采取最优恢复策略，保证二次侧热阱功能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于征兆导向的压水堆核电厂的二次侧热阱控制策略的设计方法，以满足蒸汽发生器二次侧热阱功能的重要性和复杂性要求，并能够设计确定出最佳的恢复控制策略。本专利技术的技术方案如下：一种基于征兆的压水堆核电厂的二次侧热阱控制策略的设计方法，包括如下步骤：(1)进行二次侧热阱征兆分析，包括：征兆参数分析、征兆异常水平分析；(2)进行二次侧热阱控制策略分析，包括：失效子功能梳理分析、恢复手段分析；(3)初步形成二次侧热阱控制策略，并进行控制策略的验证与确认；(4)确定最终的二次侧热阱控制策略。进一步，如上所述的基于征兆的压水堆核电厂的二次侧热阱控制策略的设计方法，步骤(1)中所述的征兆参数分析如下：(I)从功能分析、运行技术规范、概率安全分析、事故分析、系统设计方面梳理分析，形成二次侧热阱征兆参数的总集合；(II)通过对总集合中各个参数之间相互关系的确定，合并相同的征兆参数，得到最终的有效征兆参数合集。进一步，如上所述的基于征兆的压水堆核电厂的二次侧热阱控制策略的设计方法，步骤(1)中所述的征兆异常水平分析如下：(i)根据事故严重程度的不同，将征兆参数异常所表征的功能降级水平按照严重程度进行分级；(ii)确定各个征兆参数不同的异常程度，将每个参数划分不同的阈值，来表示参数的异常程度；(iii)根据各个参数不同阈值的组合，参考系统设计限值，机组安全准则，安全分析报告中相关征兆参数的描述，确定各个征兆参数反应出的事故严重程度的权重，并将多个异常征兆参数按照不同权重进行组合，形成不同权重的参数组，对应到各个不同的功能降级水平。进一步，如上所述的基于征兆的压水堆核电厂的二次侧热阱控制策略的设计方法，步骤(2)中所述的失效子功能梳理分析如下：通过开展功能分析，将二次侧热阱功能拆分为若干个子功能，并结合系统设计开展子功能配置梳理，根据征兆异常情况，划定失效的子功能。进一步，如上所述的基于征兆的压水堆核电厂的二次侧热阱控制策略的设计方法，步骤(2)中所述的恢复手段分析如下：根据子功能失效情况，结合核电厂的安全设计措施，针对同一个征兆异常时存在的多种不同的恢复手段，确定各个恢复手段的优先顺序。进一步，如上所述的基于征兆的压水堆核电厂的二次侧热阱控制策略的设计方法，步骤(3)中，通过模拟典型事故初始工况，按照事故处理策略进行处理，确认反应性和其他参数的控制效果，以确认控制策略是否满足设计要求，如不满足，确定不满足项，重新进行失效分析或恢复手段分析，确定控制策略。本专利技术的有益效果如下：1)本专利技术提出的基于征兆的压水堆核电厂二次热阱控制策略的征兆参数选取方法，能够完整、典型、包络的选取需要的征兆，表征二次侧热阱各个功能状态，指导运行人员对二次侧热阱功能的监视和状态评价；2)本专利技术提出的基于征兆的压水堆核电厂二次热阱控制策略的征兆异常分级方法，能够表征二次侧热阱失效程度，指导运行人员第一时间了解失效程度，掌握机组降级水平，并及时干预；3)本专利技术提出的基于征兆的压水堆核电厂二次热阱控制策略的子功能失效梳理方法，通过征兆参数异常情况分级，结合二次侧热阱系统配置，划定失效的子功能，为后续功能恢复提供依据；4)本专利技术提出的基于征兆的压水堆核电厂二次热阱控制策略分析方法，基于征兆导向选取最佳恢复策略，并进行验证确认，保证策略的有效性、可靠性和完备性；5)基于本专利技术提出的方法设计的压水堆核电厂二次侧热阱控制策略可有效实现事故工况下二次侧热阱功能的恢复；6)本专利技术提出的基于征兆的压水堆核电厂二次热阱控制策略的设计方法可用于指导各种不同机型压水堆核电厂二次侧热阱控制策略的设计。附图说明图1为本专利技术基于征兆的压水堆核电厂二次侧热阱控制策略的设计流程图；图2为具体实施例中二次侧给水子功能恢复手段的选取策略示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。二次侧热阱功能复杂，涉及大量的系统和设备，其可能发生的初因事件数量多，事故现象复杂。而基于征兆的控制策略通过征兆表征的功能状态水平，采取最优的恢复手段，控制和缓解关键安全功能实现对机组状态的控制。通过设计一套基于征兆导向的适用于二次侧热阱控制的运行策略，以实现二次侧热阱的最佳控制。本专利技术需要重点解决以下问题：·征兆选取：威胁核电厂二次侧热阱安全的初因事件繁多，需要根据电厂的安全功能和可用性目标，参考电厂设计，技术规范和事故分析等内容，选取具有包络性和典型性的征兆及其阈值，用以全面合理的评价和表征二次侧热阱功能状态。·失效程度分级：征兆异常的不同程度，表征二次侧热阱功能的降级程度，进一步对应了事故的不同严重程度，需要选择不同的事故处理策略，所以需要根据相关征兆的异常本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于征兆的压水堆核电厂的二次侧热阱控制策略的设计方法，包括如下步骤：/n(1)进行二次侧热阱征兆分析，包括：征兆参数分析、征兆异常水平分析；/n(2)进行二次侧热阱控制策略分析，包括：失效子功能梳理分析、恢复手段分析；/n(3)初步形成二次侧热阱控制策略，并进行控制策略的验证与确认；/n(4)确定最终的二次侧热阱控制策略。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于征兆的压水堆核电厂的二次侧热阱控制策略的设计方法，包括如下步骤：
(1)进行二次侧热阱征兆分析，包括：征兆参数分析、征兆异常水平分析；
(2)进行二次侧热阱控制策略分析，包括：失效子功能梳理分析、恢复手段分析；
(3)初步形成二次侧热阱控制策略，并进行控制策略的验证与确认；
(4)确定最终的二次侧热阱控制策略。


2.如权利要求1所述的基于征兆的压水堆核电厂的二次侧热阱控制策略的设计方法，其特征在于：步骤(1)中所述的征兆参数分析如下：
(I)从功能分析、运行技术规范、概率安全分析、事故分析、系统设计方面梳理分析，形成二次侧热阱征兆参数的总集合；
(II)通过对总集合中各个参数之间相互关系的确定，合并相同的征兆参数，得到最终的有效征兆参数合集。


3.如权利要求2所述的基于征兆的压水堆核电厂的二次侧热阱控制策略的设计方法，其特征在于：步骤(1)中所述的征兆异常水平分析如下：
(i)根据事故严重程度的不同，将征兆参数异常所表征的功能降级水平按照严重程度进行分级；
(ii)确定各个征兆参数不同的异常程度，将每个参数划分不同的阈值，来表示参数的异常程度；
(iii)根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆斌，易珂，李骜，李原野，孙涛，李力，杨庆明，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11