本發(fā)明屬于事故診斷領(lǐng)域，具體涉及一種基于機(jī)組狀態(tài)的事故診斷方法。

背景技術(shù)：

核電站或其它領(lǐng)域?yàn)閼?yīng)對各種事故工況，除專設(shè)安全系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)外，還需設(shè)計(jì)有一套完整的事故處理規(guī)程體系，用于事故后的操作員操作。鑒于核電廠或其它領(lǐng)域發(fā)生事故情景的多樣性與復(fù)雜性，事故處理規(guī)程體系中對繁復(fù)的事故情景進(jìn)行分類總結(jié)，形成若干類別的事故工況，每一類工況具有相似的機(jī)組狀態(tài)或發(fā)展趨勢，可執(zhí)行相似的處理步驟進(jìn)行事故的緩解，用事故處理規(guī)程體系中的某一本具體規(guī)程進(jìn)行處理。

事故發(fā)生后，對事故工況屬于某一類事故類別的甄別即為事故診斷，通常采用一本完整的規(guī)程完成，是操作員介入事故處理規(guī)程后的首要步驟。事故診斷是事故處理規(guī)程體系中十分重要的一環(huán)，只有正確的診斷出事故類型并引導(dǎo)進(jìn)入正確的處理措施規(guī)程，才可以行之有效的對事故進(jìn)行緩解。

事故診斷應(yīng)與各個(gè)具體事故處理規(guī)程的適用范圍保持一致，事實(shí)上各本規(guī)程的適用范圍應(yīng)作為制訂診斷內(nèi)容的依據(jù)，總體而言，診斷的內(nèi)容即為機(jī)組對各本規(guī)程適用范圍的事故工況下的自動(dòng)響應(yīng)狀況，包括機(jī)組狀態(tài)參數(shù)的降級情況、安全系統(tǒng)的響應(yīng)、報(bào)警等方面內(nèi)容。

傳統(tǒng)的事件導(dǎo)向診斷存在對于疊加事故處理難以準(zhǔn)確診斷和處理的劣勢；在此基礎(chǔ)上發(fā)展的狀態(tài)導(dǎo)向診斷則存在對于明確的事故工況操作員會(huì)對當(dāng)前事故情景含混不清，處理步驟冗雜，而難以高效的進(jìn)行事故緩解的劣勢；征兆導(dǎo)向診斷存在操作員工作量大，操作員間協(xié)調(diào)性差的劣勢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種基于機(jī)組狀態(tài)的事故診斷方法，能夠覆蓋全部事故工況，包括各類疊加事故，事故的診斷參數(shù)和診斷閾值能做到單一性和現(xiàn)實(shí)性，從而能夠快速準(zhǔn)確的定位到與當(dāng)前事故對應(yīng)的針對性處理措施，可高效率的對事故進(jìn)行緩解。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種基于機(jī)組狀態(tài)的事故診斷方法，包括如下步驟：

1)依據(jù)事故后果的類型及嚴(yán)重性，將事故工況分成若干事故等級；

2)依據(jù)事故等級的邊界條件，診斷當(dāng)前機(jī)組狀態(tài)所屬的事故級別；

3)在當(dāng)前的事故級別中，依據(jù)該事故級別對應(yīng)的典型事故的邊界條件判斷當(dāng)前事故是否屬于某一典型事故類型；如果當(dāng)前的事故屬于某一典型事故類型，則執(zhí)行針對于該典型事故類型專屬事故處理規(guī)程，否則將執(zhí)行該事故等級下的通用的處理措施。

進(jìn)一步，步驟2)中，所述事故等級的邊界條件是指事故后表征不同事故等級的功能降級或喪失的參數(shù)閾值的組合。

進(jìn)一步，所述不同事故等級的功能降級或喪失的參數(shù)及閾值的組合是通過對覆蓋事故工況范圍全面的事故分析計(jì)算迭代總結(jié)得到。

進(jìn)一步，步驟2)中，在診斷當(dāng)前機(jī)組狀態(tài)所屬的事故級別中，事故等級的邊界條件應(yīng)能夠明確體現(xiàn)各事故等級之間的邊界特征，各事故等級之間的邊界特征應(yīng)滿足清晰準(zhǔn)確的要求，并應(yīng)當(dāng)滿足能夠包絡(luò)機(jī)組事故后全部安全功能的完整性要求。

進(jìn)一步，步驟3)中，所述典型事故類型是具有不同且具有代表性的安全功能降級程度特征，這些具有代表性的功能降級組合成為典型事故的邊界條件。

進(jìn)一步，步驟3)中，在典型事故類型的診斷過程中，事故診斷參數(shù)及閾值應(yīng)能夠滿足僅針對于該典型事故工況存在，即不同事故的診斷之間不存在交叉區(qū)域。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：

(1)本發(fā)明的事故診斷方法，采用在事故狀態(tài)分級診斷結(jié)構(gòu)中內(nèi)嵌典型事故工況診斷的多層級診斷結(jié)構(gòu)，從而可準(zhǔn)確的找到專屬的事故處理規(guī)程并執(zhí)行具有針對性的處理措施，高效率緩解事故進(jìn)一步發(fā)生；

(2)對事故疊加工況，可通過其所屬事故工況層級中的通用事故處理措施進(jìn)行處理，確保了事故處理規(guī)程體系的完整性；

(3)事故規(guī)程體系清晰，事故診斷采用單線形式，避免了人員協(xié)調(diào)不暢的潛在風(fēng)險(xiǎn)；

(4)事故診斷參數(shù)閾值通過現(xiàn)實(shí)假設(shè)與最佳估算模型分析得出，可確保操作員在事故診斷時(shí)做出準(zhǔn)確的判斷。

附圖說明

圖1是事故等級診斷方法的基本流程圖；

圖2是典型事故工況診斷方法流程圖；

圖3是以蒸發(fā)器傳熱管斷裂為例說明本發(fā)明事故診斷方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

本發(fā)明提供的基于機(jī)組狀態(tài)的事故診斷方法，是采用在事故狀態(tài)分級診斷結(jié)構(gòu)中內(nèi)嵌典型事故工況診斷的多層級診斷結(jié)構(gòu)。

首先，依據(jù)事故后果的類型及嚴(yán)重性，將事故工況分為若干事故等級。

每一事故等級之間具有相似的事故進(jìn)展影響及事故后果嚴(yán)重程度。以核電站為例，核電站三大安全功能準(zhǔn)則與事故工況的驗(yàn)收準(zhǔn)則可作為事故等級分類的參考。同時(shí)，依據(jù)對事故現(xiàn)象、事故后果和事故安全響應(yīng)動(dòng)作等事故計(jì)算結(jié)果的分析與梳理，可將事故等級分為潛在破壞一回路完整性、潛在放射性向環(huán)境釋放、潛在破壞安全殼完整性、潛在影響堆芯結(jié)構(gòu)完整性、潛在向嚴(yán)重事故過度趨勢五個(gè)等級。每一等級的事故類別中對應(yīng)一個(gè)或多個(gè)典型事故及其它可能的疊加事故，如潛在放射性向環(huán)境釋放層級的事故工況中覆蓋有蒸發(fā)器傳熱管破裂事故SGTR，同時(shí)也包含除SGTR以外其它可能造成放射性向環(huán)境釋放的事故情景。表1為各個(gè)事故等級對應(yīng)的邊界條件和包含的典型事故工況：

表一

其次，依據(jù)事故等級的邊界條件，診斷當(dāng)前機(jī)組狀態(tài)所屬的事故級別。事故后果的等級程度描述了機(jī)組一個(gè)或若干功能的降級程度的組合，這些功能降級對于機(jī)組的安全功能產(chǎn)生不同程度的影響。事故等級是通過一個(gè)或若干能夠表征功能的參數(shù)變化程度的組合來表達(dá)。依據(jù)對核電機(jī)組中子物理、熱質(zhì)傳輸、質(zhì)能轉(zhuǎn)換以及安全保護(hù)的流程描述以及功能參數(shù)合并總結(jié)，可以確定所需要的參數(shù)。事故等級的邊界條件描述了事故后表征不同事故等級的功能降級或喪失的參數(shù)及閾值的組合，描述功能降級或喪失的參數(shù)及閾值是基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求分析、各類始發(fā)事件計(jì)算分析的綜合評估分析得出。

下面以潛在影響堆芯結(jié)構(gòu)完整性這一事故等級為例簡述，該事故等級包絡(luò)的功能降級為堆芯余熱排出功能嚴(yán)重降級和一回路水裝量功能嚴(yán)重降級?；诔醪椒治稣J(rèn)定在此類事故等級下可采用堆芯出口過冷度與壓力容器水裝量來描述這兩個(gè)功能降級的程度。依據(jù)各類始發(fā)事故及疊加事故，在不同假設(shè)條件及疊加其它設(shè)備功能失效的眾多事故分析結(jié)果，對其中堆芯出口過冷度進(jìn)行綜合分析，可評估當(dāng)堆芯余熱排出功能嚴(yán)重降級后，堆芯出口過熱度可以達(dá)到200℃(僅為舉例說明)，此外再綜合評估操作員恢復(fù)操作響應(yīng)、該數(shù)值對損毀堆內(nèi)構(gòu)件的影響等因素，認(rèn)定該數(shù)值是表征堆芯余熱排出功能嚴(yán)重降級的典型條件。一回路水裝量功能降級主要考慮壓力容器設(shè)計(jì)要求，此降級程度主要針對堆芯裸露，在綜合考慮壓力容器中堆芯布置，以及事故分析中關(guān)于一回路補(bǔ)水的響應(yīng)，綜合評估后確認(rèn)液位達(dá)到堆芯底部(僅為舉例說明)是表征一回路水裝量功能嚴(yán)重降級的典型條件。因此該事故等級的邊界條件即可定為堆芯出口過熱度大于200℃或壓力容器水位低于堆芯底部水位。

針對于事故等級的診斷過程，其診斷參數(shù)應(yīng)能夠明確體現(xiàn)各事故等級之間的邊界特征，應(yīng)當(dāng)滿足能夠包絡(luò)機(jī)組事故后全部安全功能的完整性要求。診斷參數(shù)應(yīng)保持一定程度的多樣性，以避免可能存在的共因風(fēng)險(xiǎn)，除機(jī)組狀態(tài)參數(shù)外，表征機(jī)組狀態(tài)的信號(如安注信號)、專設(shè)安全系統(tǒng)與輔助系統(tǒng)的狀態(tài)同樣可以參與到事故診斷中。

最后，在當(dāng)前的事故級別中，依據(jù)該事故級別對應(yīng)的典型事故的邊界條件判斷當(dāng)前事故是否屬于某一典型事故類型；如果當(dāng)前的事故屬于某一典型事故類型，則執(zhí)行針對于該典型事故類型專屬事故處理規(guī)程，否則將執(zhí)行該事故等級下的通用的處理措施。

各類典型事故都具有不同且具有代表性的安全功能降級程度特征，這些具有代表性的功能降級組合成為典型事故的邊界條件，典型事故邊界條件中所包含的參數(shù)沒有完整性的要求，通常情況下由較少數(shù)量的參數(shù)組成。針對于典型事故的診斷過程，診斷參數(shù)應(yīng)存在一定的冗余性，診斷閾值應(yīng)能夠滿足僅針對于該典型事故工況存在，即不同事故的診斷之間不存在交叉區(qū)域。

下面將通過舉例說明事故級別診斷方法，如圖1所示，該方法包括如下步驟：

1)根據(jù)潛在向嚴(yán)重事故過度邊界條件診斷，判斷當(dāng)前事故是否屬于“潛在向嚴(yán)重事故過度”事故，如果屬于“潛在向嚴(yán)重事故過度”事故，則進(jìn)入典型事故診斷流程，按照典型事故診斷流程處理；

2)如果不屬于“潛在向嚴(yán)重事故過度”事故，則根據(jù)潛在影響堆芯結(jié)構(gòu)完整性事故邊界條件診斷，判斷是否屬于“潛在影響堆芯結(jié)構(gòu)完整性”事故，如果屬于“潛在影響堆芯結(jié)構(gòu)完整性”事故，則進(jìn)入典型事故診斷流程，按照典型事故診斷流程處理；

3)如果不屬于“潛在影響堆芯結(jié)構(gòu)完整性”事故，根據(jù)潛在破壞安全殼完整性事故邊界條件診斷，判斷是否屬于“潛在的破壞安全殼完整性”事故，如果屬于“潛在的破壞安全殼完整性”事故，則進(jìn)入典型事故診斷流程，按照典型事故診斷流程處理；

4)如果不屬于“潛在的破壞安全殼完整性”事故，根據(jù)潛在放射性向環(huán)境釋放事故邊界條件診斷，判斷是否屬于“潛在放射性向環(huán)境釋放”事故，如果屬于“潛在放射性向環(huán)境釋放”事故，則進(jìn)入典型事故診斷流程，按照典型事故診斷流程處理；

5)如果不屬于“潛在放射性向環(huán)境釋放”事故，根據(jù)潛在破壞一、二回路完整性事故邊界條件診斷，判斷是否屬于潛在“破壞一、二回路完整性”事故，如果屬于“破壞一、二回路完整性”事故，則進(jìn)入典型事故診斷流程，按照典型事故診斷流程處理。

以此類推，直至將所有的事故級別診斷完畢，結(jié)束該事故級別診斷。

然后，在當(dāng)前事故等級中依照典型事故的邊界條件判斷當(dāng)前事故是否屬于某一典型事故類型，若可以判斷當(dāng)前事故工況屬于某一典型事故類型，則執(zhí)行針對于該典型事故類型的專屬事故處理規(guī)程，否則將執(zhí)行該事故等級下的通用處理措施。

如圖2所示，以“潛在影響堆芯結(jié)構(gòu)完整”為例，說明典型事故診斷流程，其包括如下步驟：

31)依據(jù)一回路管道大破口事故診斷參數(shù)診斷，(一二回路壓差高、一回路壓力低或冷卻劑水裝量低)，如果該事故具有一回路管道大破口的典型特征，按照一回路大破口事故處理規(guī)程處理；

32)如果該事故不屬于一回路管道大破口的典型特征，則按照診斷參數(shù)診斷(全部蒸發(fā)器液位低、輔助給水喪失)，如果具有全部給水喪失事故典型特征，則按照全部給水喪失事故處理規(guī)程處理；

33)如果診斷不屬于全部給水喪失事故，則進(jìn)入全廠斷電事故診斷參數(shù)進(jìn)行診斷(主變、輔變失電或柴油發(fā)電機(jī)不可用)，如果具有全廠斷電事故典型特征，則按照全廠斷電處理規(guī)程處理，如果不屬于全廠斷電事故典型特征，則按照影響堆芯結(jié)構(gòu)完整性事故通用處理規(guī)程。

如圖3所示，以蒸發(fā)器傳熱管斷裂事故為例對本發(fā)明的診斷方法進(jìn)行說明：

蒸發(fā)器傳熱管破裂后，因一回路壓力低觸發(fā)安注信號，操作員進(jìn)入事故處理診斷流程，開始執(zhí)行事故等級診斷；

41)按照堆芯出口的溫度非常高的邊界條件診斷，確定事故無向嚴(yán)重事故發(fā)展的趨勢，所以不屬于潛在向嚴(yán)重事故過度的等級事故；

42)按照堆芯出口過熱度高且冷卻劑水裝量低邊界條件診斷，確定事故無潛在影響堆芯結(jié)構(gòu)的完整性后果，所以不屬于潛在影響堆芯結(jié)構(gòu)完整性等級事故；

43)按照安全殼內(nèi)放射性高或安全殼內(nèi)壓力高邊界條件診斷，確定事故無潛在破壞安全殼完整性后果，所以不屬于無潛在破壞安全殼完整性的等級事故；

44)按照蒸發(fā)器二次側(cè)放射性高邊界條件診斷，確定有潛在放射性向環(huán)境釋放后果，所以屬于潛在放射性向環(huán)境釋放等級事故；

45)進(jìn)入放射性向環(huán)境釋放等級事故對應(yīng)的典型事故工況流程進(jìn)行診斷，確定該事故有典型的SGTR后果特征，則進(jìn)入SGTR事故處理規(guī)程，該事故診斷結(jié)束。

由此，蒸發(fā)器傳熱管斷裂事故的后果為放射性物質(zhì)進(jìn)入一二回路，潛在造成放射性向環(huán)境釋放的風(fēng)險(xiǎn)，但不會(huì)造成堆芯的嚴(yán)重惡化，在事故層級中可以屬于“有潛在放射性向環(huán)境釋放后果”的事故，事故邊界為二回路出現(xiàn)放射性特征，典型事件診斷中可以一二回路放射性高、蒸發(fā)器液位高、安注啟動(dòng)等信號作為診斷參數(shù)。在診斷確認(rèn)發(fā)生事故屬于有蒸發(fā)器傳熱管斷裂典型特征的事故后，進(jìn)入針對于SGTR的事故處理規(guī)程。

本發(fā)明的基于機(jī)組狀態(tài)的事故診斷方法并不限于上述具體實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出其他的實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新范圍。