本發(fā)明涉及壓水堆核電站瞬態(tài)緩解措施和事故預防技術領域,具體涉及一種壓水堆核電站啟/停堆工況的超壓保護方法。
背景技術:
核電廠在啟/停堆工況期間,由于相關設備的誤動作可能導致在反應堆冷卻劑系統(RCS)中發(fā)生質量輸入或者能量輸入,這種瞬態(tài)工況會引起RCS壓力上升。尤其是當冷卻劑溫度小于反應堆壓力容器材料無延性轉變參考溫度(RTNDT)時,RCS壓力一旦超過低溫狀態(tài)下的壓力限值可能引起壓力容器局部發(fā)生脆性斷裂。在低溫狀態(tài)下RCS的壓力限值比功率運行工況的限值要低得多,因此,必須針對啟/停堆工況低溫狀態(tài)的RCS進行超壓保護設計。在現有的運行核電站中,當余熱排出系統接入反應堆冷卻劑系統時,可通過余熱排出系統安全閥對反應堆冷卻劑系統提供一定的超壓保護。考慮余熱排出系統可能被誤隔離或者余熱排出安全閥出現故障的情況,為了應對余排卸壓途徑不可用情況下發(fā)生的超壓瞬態(tài)事件,加強核電廠RCS在啟/停堆工況的超壓保護措施,需要提出穩(wěn)壓器安全閥與余熱排出系統(簡稱余排)安全閥聯合提供啟/停堆工況超壓保護及相應的電廠管理方法。
技術實現要素:
本發(fā)明的要解決的技術問題是提供一種能夠緩解預期的壓力瞬態(tài),避免反應堆冷卻劑系統壓力邊界的完整性受到損害的核電站啟/停堆工況的反應堆冷卻劑系統超壓保護方法。為了解決上述技術問題,本發(fā)明的技術方案為,一種壓水堆核電站啟/停堆工況的超壓保護方法,包括以下步驟:步驟1、電廠停堆工況超壓保護1.1正常降溫操作操縱員控制電廠主冷卻系統冷卻,使其從熱停堆工況變化到冷停堆工況,在此期間內,穩(wěn)壓器安全閥工作在正常運行保護模式,操縱員先將余熱排出系統接入主冷卻劑系統;1.2余排安全閥提供保護操作操縱員控制余熱排出系統使主冷卻劑系統繼續(xù)降溫,并依靠余排安全閥實施超壓保護;1.3穩(wěn)壓器安全閥功能切換操作當主冷卻劑系統中冷卻劑溫度下降至設定溫度T01=100-140℃時,觸發(fā)降溫切換的第一黃色報警信號,當操縱員響應第一黃色警報信號,消除第一黃色報警,同時降溫切換的第一紅色報警信號被屏蔽;所述第一紅色警報是操縱員未響應第一黃色警報信號,并且反應堆冷卻劑系統溫度繼續(xù)下降至更低的設定溫度T0-=90-130℃,觸發(fā)的報警信號;當觸發(fā)第一紅色警報信號后,主冷卻劑系統將對冷卻劑停止降溫,等待操縱員完成降溫切換操作后,消除第一黃色警報信號和第一紅色報警信號;1.4低溫超壓保護操作穩(wěn)壓器安全閥工作模式被切換到低溫保護模式后,主冷卻劑系統溫度繼續(xù)下降,當發(fā)生的瞬態(tài)工況使主冷卻劑系統壓力上升超過3-5MPa時,則觸發(fā)低溫超壓報警信號,且當主冷卻劑系統壓力達到安全閥開啟整定值3-5MPa后對所述主冷卻劑系統實施卸壓;步驟2、電廠啟堆工況超壓保護2.1升溫階段超壓保護操作操縱員控制電廠啟堆,使其從冷停堆工況變化到熱停堆工況,包括以下步驟:2.1.1升溫報警操作在電廠主冷卻劑系統升溫開始前,穩(wěn)壓器安全閥工作模式處于低溫保護模式,當主冷卻劑系統中冷卻劑溫度上升至設定溫度T02=100-140℃時,首先觸發(fā)升溫切換的第二黃色報警信號;2.1.2穩(wěn)壓器安全閥功能切換操作如果操縱員響應第二黃色警報,完成升溫切換操作,并消除第二黃色報警,同時低溫超壓報警和升溫切換的第二紅色報警被屏蔽;如果觸發(fā)升溫切換的第二紅色報警后,主冷卻劑系統將停止升溫;等待操縱員完成升溫切換操作,且穩(wěn)壓器安全閥工作模式被切換到正常保護模式后,繼續(xù)對主冷卻劑系統中冷卻劑加熱,同時低溫超壓報警功能被屏蔽;所述第二紅色警報是操縱員未響應第二黃色警報信號,并且反應堆冷卻劑系統中冷卻劑溫度上升至設定溫度T0+=110-150℃,觸發(fā)的報警信號;2.1.3正常升溫操作在低溫保護模式切換至正常運行保護模式后,余熱排出系統仍然與主冷卻劑系統連接,在此狀態(tài)下,依靠余排安全閥提供超壓保護,并控制主冷卻劑系統繼續(xù)升溫;2.2水壓試驗超壓保護電廠停堆換料操作結束后,在電廠啟堆前,包括以下步驟:2.2.1設定水壓試驗的冷卻劑保護溫度為T1=70-120℃;2.2.2按照上述步驟2.1中的升溫階段超壓保護操作進行升溫操作,當溫度達到設定溫度T1后,從停堆后的低溫保護模式切換到正常運行保護模式;2.2.3對反應堆冷卻劑系統進行水壓試驗;所述正常運行保護模式是穩(wěn)壓器的安全閥開啟整定值在16-18MPa的模式。所述降溫切換是操縱員將穩(wěn)壓器安全閥的功能由正常運行保護模式切換到低溫保護模式。所述低溫保護模式是穩(wěn)壓器的安全閥開啟整定值在3-5MPa。所述升溫切換是操縱員將穩(wěn)壓器安全閥的功能由低溫保護模式切換到正常運行保護模式。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的方法提高了RCS應對超壓瞬態(tài)事件的能力,可以容忍低溫工況下極限的壓力瞬態(tài)事件,大大減小冷卻劑系統壓力邊界完整性受損的風險;本發(fā)明的方法方便啟停堆、水壓試驗等運行條件下的RCS超壓保護。具體實施方式以下結合實施例對本發(fā)明做進一步描述。本發(fā)明一種壓水堆核電站啟/停堆工況的超壓保護方法,具體包括以下步驟:步驟1、電廠停堆工況超壓保護1.1正常降溫操作操縱員控制電廠主冷卻系統冷卻,使其從熱停堆工況變化到冷停堆工況,在此期間內,穩(wěn)壓器安全閥工作在正常運行保護模式,此時穩(wěn)壓器中存在一定的汽空間,操縱員先將余熱排出系統接入主冷卻劑系統;所述正常運行保護模式是穩(wěn)壓器的安全閥開啟整定值在16-18MPa的模式;1.2余排安全閥提供保護操作主冷卻劑系統通過余熱排出系統繼續(xù)降溫,穩(wěn)壓器的汽空間逐漸被水充滿,主冷卻劑系統進入水密實工況,在此期間內,依靠余排安全閥實施超壓保護;1.3穩(wěn)壓器安全閥功能切換操作當主冷卻劑系統中冷卻劑溫度下降至設定溫度T01=100-140℃時,觸發(fā)降溫切換的第一黃色報警信號,當操縱員響應第一黃色警報信號,消除第一黃色報警,同時降溫切換的第一紅色報警信號被屏蔽;所述降溫切換是操縱員將穩(wěn)壓器安全閥的功能由正常運行保護模式切換到低溫保護模式,所述低溫保護模式是穩(wěn)壓器的安全閥開啟整定值在3-5MPa;所述第一紅色警報是操縱員未響應第一黃色警報信號,并且反應堆冷卻劑系統溫度繼續(xù)下降至更低的設定溫度T0-=90-130℃,觸發(fā)的報警信號;當觸發(fā)第一紅色警報信號后,主冷卻劑系統將對冷卻劑停止降溫,等待操縱員完成降溫切換操作后,消除第一黃色警報信號和第一紅色報警信號;1.4低溫超壓保護操作穩(wěn)壓器安全閥工作模式被切換到低溫保護模式后,主冷卻劑系統溫度繼續(xù)下降,當主冷卻劑系統壓力上升超過3-5MPa時,觸發(fā)低溫超壓報警信號,且當主冷卻劑系統壓力達到安全閥開啟整定值3-5MPa后對所述主冷卻劑系統實施卸壓;步驟2、電廠啟堆工況超壓保護2.1升溫階段超壓保護操作操縱員控制電廠啟堆,使其從冷停堆工況變化到熱停堆工況,包括以下步驟:2.1.1升溫報警操作在電廠主冷卻劑系統升溫開始前,穩(wěn)壓器安全閥工作模式處于低溫保護模式,當主冷卻劑系統中冷卻劑溫度上升至設定溫度T02=100-140℃時,首先觸發(fā)升溫切換的第二黃色報警信號;所述升溫切換是操縱員將穩(wěn)壓器安全閥的功能由低溫保護模式切換到正常運行保護模式;2.1.2穩(wěn)壓器安全閥功能切換操作如果操縱員響應第二黃色警報,完成升溫切換操作,并消除第二黃色報警,同時低溫超壓報警和升溫切換第二紅色報警被屏蔽;如果觸發(fā)升溫切換第二紅色報警后,主冷卻劑系統將停止升溫;等待操縱員完成升溫切換操作,穩(wěn)壓器安全閥工作模式被切換到正常保護模式后,繼續(xù)對主冷卻劑系統中冷卻劑加熱,同時低溫超壓報警功能被屏蔽;所述第二紅色警報是操縱員未響應第二黃色警報信號,并且反應堆冷卻劑系統中冷卻劑溫度上升至設定溫度T0+=110-150℃,觸發(fā)的報警信號;2.1.3正常升溫操作在低溫保護模式切換至正常運行保護模式后,余熱排出系統仍然與主冷卻劑系統連接,在此狀態(tài)下,依靠余排安全閥提供超壓保護,并控制主冷卻劑系統繼續(xù)升溫;2.2水壓試驗超壓保護電廠停堆換料操作結束后,在電廠啟堆前,需要對反應堆冷卻劑系統進行在線水壓試驗檢查其密封性。在冷卻劑系統冷段溫度達到水壓試驗的要求溫度之前,必須保持低溫超壓保護系統的功能有效,達到水壓試驗要求的溫度之后,必須屏蔽低溫超壓保護模式才能進行水壓試驗。包括以下步驟:2.2.1設定水壓試驗的冷卻劑保護溫度為T1=70-120℃;2.2.2按照上述步驟2.1中的升溫階段超壓保護操作進行升溫操作,當溫度達到設定溫度T1后,從停堆后的低溫保護模式切換到正常運行保護模式;2.2.3對反應堆冷卻劑系統進行水壓試驗。