核电站状态监测规程判据图数字化设计

张天航，杨超

（中广核研究院有限公司系统工程与改造中心，广东 深圳 518000）

1 引言

核电站机组的运行状态可以由基本状态参数来表征，状态导向法事故规程（SOP）是建立在连续监测机组的基本状态参数变化的基础之上，对于不同的运行状态分别采取不同的措施，使机组达到安全状态。状态监测规程（SPE）是SOP规程之一，安全工程师应用SPE规程来确认操作员执行的规程是否适合目前机组的运行状态[1]。本文给出了SPE规程执行过程中所用到的判据图的数字化设计，以辅助安全工程师应用SPE规程。

2 SPE判据图数字化设计

2.1 说明

本文涉及的 a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、x、y、z、THL、BHL和BOC为与核电站的系统设计和运行相关的常量。

2.2 画面调用

通过数字化仪控系统的操作员站画面主菜单上的“SPE”按钮调用。

2.3 激活条件

SPE激活条件包括：①手动停堆；②自动停堆；③有停堆需求；④（堆芯饱和温度裕度＜x℃）&（核功率＜y%）。

在数字化仪控系统中，所列4个条件的表征信号均分为两个安全序列。当任意一个条件的任意一个安全序列表征信号触发，则SPE激活；反之，则SPE未激活。

如SPE未激活，则点击“SPE”按钮时提示“SPE未激活”。如SPE激活，则画面主菜单上的“SPE”按钮变为橙色，并可点击进入SPE画面。当所有激活条件都不满足则自动退出SPE画面。

2.4 SPE主画面

SPE激活后，点击“SPE”按钮进入SPE主画面，如图1所示。

图1 SPE主画面

画面中部显示的4个时刻值分别为表征紧急停堆、安注首次启动、安全壳喷淋首次启动和安全壳压力最近降至小于z bar.a的信号触发的时刻。时刻值的清除复位：当表征停堆断路器已打开的信号下降沿出现时，4个时刻清除复位。

画面右侧显示判据图选择的按钮，安全工程师可根据SPE规程的执行需要，手动选择进入各判据图。

2.5 判据图1～判据图3

判据图1～判据图3在主泵停运条件下显示“压力容器水位-堆芯饱和温度裕度”（“Lvessel-△Tsat”）坐标图，如图2所示，安全工程师根据（△Tsat，Lvessel）点所在坐标底图的区域，判断下一步需要执行的操作；判据图1～判据图3的区别仅在于坐标底图上的各区域所标的操作指引有所不同。图2中变量数据包括堆芯饱和温度裕度（用“△Tsat”表示）、堆芯饱和温度裕度的不确定度（用“Σ”表示）和压力容器水位（用“Lvessel”表示）；在数字化仪控系统中，这些变量数据均分为A、B两个安全序列。

图2 Lvessel-△Tsat坐标图

横坐标轴表示温度，以坐标底图范围为-d℃至a℃为例；为优化坐标底图区域的显示比例，采用分段函数将△T sat转换为打点横坐标。以将-d℃～-c℃、-c℃～-Σ℃、-Σ℃～ Σ℃、Σ℃～b℃、b℃～a℃区间的显示比例优化为3:3:4:6:4为例，将-d℃、-c℃、-Σ℃、Σ℃、b℃、a℃的横坐标分别定义为-8、-5、-2、2、8，实现△Tsat向横坐标转换所采用的分段函数如表1所示。

表1 △T sat向横坐标转换分段函数

纵坐标轴表示高度，以坐标底图范围为0%～120%为例；纵坐标轴上与区域划分相关的取值包括：热管段顶部高度（THL）、热管段底部高度（BHL）和堆芯底部高度（BOC），相关高度值均取相对于一回路高度的百分比值。

判据图1～判据图3在主泵运行条件下的仅显示△Tsat所在温度区间。安全工程师根据△Tsat所在温度区间判断下一步需要执行的操作。

判据图1～判据图3画面中涉及的变量数据均存在于数字化仪控系统中，且这些变量数据分为A、B两个安全序列；可通过安全序列切换按钮切换画面数据，当点击按钮“A”时，按钮“A”下沉，按钮“B”抬起，画面由A安全序列数据生成；当点击按钮“B”时，按钮“B”下沉，按钮“A”抬起，画面由B安全序列数据生成。

2.6 判据图4和判据图5

判据图4的上方显示变量堆芯饱和温度（Tsat）和各环路冷端温度（T1环路冷端、T2环路冷端和T3环路冷端）的数值；下方显示判据计算结果，即堆芯饱和温度与各环路冷端温度的差值和比较计算的结果。

图3 判据图4

判据图5的上方显示变量停堆时刻和安全壳剂量率；下方显示判据计算结果，即停堆的时间和安全壳剂量率的比较和逻辑计算结果。

图4 判据图5

数据的选取：安全壳剂量率取冗余的传感器测量值的有效值中的最大值，无效值剔除。

判据计算结果的显示：如判据计算结果为“真”，则方块填充红色，文字为红色；如判据计算结果为“假”，则方块填充背景色，文字为黑色。

3 结语

本文给出了核电站SPE规程的激活条件和各判据图的数字化设计，以辅助安全工程师执行SPE规程，为电站的安全稳定运行做出贡献。