核电厂征兆导向事故诊断规程研究

高超 龚学余 孙朋朋 田苗

摘要：本文依据征兆导向事故规程的特点，研究征兆导向事故诊断规程的功能与设计思路。本文重点论述了征兆导向事故诊断规程的功能、作用和设计难点，同时，考虑国内先进压水堆新增系统或设计改进系统以及非能动系统的特点，提出征兆导向事故诊断规程的设计思路。由此设计出适用于国内先进压水堆的征兆导向事故诊断规程，为其他征兆导向事故规程的设计研究打好基础，并为整个规程体系搭好框架。

关键词：征兆导向;诊断规程;设计思路

中图分类号：TP311文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）16-0225-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

为了确保核电厂的安全，需要在设计时采取多重措施来预防、保护和缓解反应堆的安全[1]。这需要核电厂有一套应对各种事故的处理规程。

征兆导向事故规程以征兆导向事故处理为主干，提供多层次诊断多手段对策，重点抓关键安全功能，既可以在事故征兆明显时通过事件导向快速采用最佳恢复规程进行事故缓解和处理，又可以在发生始料未及的事故或者叠加事故时通过关键安全功能状态树导向功能恢复规程保证电厂各屏障安全，以达到释放到环境中的放射性最小的目的。

国内先进压水堆是第三代“能动+非能动”型先进核反应堆，要求有更先进的技术和安全保障，显然，传统的事件导向事故规程因其局限性已不能满足第三代先进核反应堆的安全要求，国内先进压水堆需要自主开发适用于“能动+非能动”型第三代先进核反应堆的征兆导向事故规程体系。

征兆导向事故诊断规程作为征兆导向事故规程体系的引导和诊断规程，是研究征兆导向事故规程的基础，是征兆导向事故规程体系的总框架。作为征兆导向事故规程体系研究的第一步，征兆导向事故诊断规程的设计具有积极意义。

因此，本文从传统事件导向事故规程的设计经验出发，研究征兆导向事故规程体系中用于引导最佳恢复规程的诊断规程的功能与设计思路，从而说明征兆导向事故规程在第三代先进核反应堆上的适用性。

1 征兆导向事故诊断规程

征兆导向事故诊断规程是征兆导向法事故规程体系的研究基础和总框架。诊断规程为紧急停堆或安注事故提供最初的操作指令，用以确认电厂的自动保护系统动作正确，评价电厂状况，并确定合适的最佳恢复规程或功能恢复规程。

1.1 征兆导向事故诊断规程的功能

征兆导向事故诊断规程的策略为：

根据征兆，在诊断规程中边处置边诊断，核实确认自动动作之后，再判断事故类型并导向不同的最佳恢复规程，防止在诊断过程中核电厂工况进一步恶化和误诊断，确保电厂能处在比较安全或更好控制的状态;如果事件或事故属于设计基准事故，可以被诊断，则在判明事故原因后，采用基于事件导向的规程对症处理，同时，诊断规程在自动动作确认之后，将关键安全功能状态树激活，过监视关键安全功能状态树的相关信息，对不能被准确诊断的超设计基准事故或者叠加事故，针对关键安全功能状态恶化的程度，引导至适合的功能恢复策略来恢复电厂安全状态。

1.2 征兆导向事故诊断规程的作用

由图2可见，停堆或安注信号作为入口进入诊断规程后，通过诊断规程的诊断，在征兆明显时进入各最佳恢复规程对事故进行缓解，同时，由诊断规程启动关键安全功能状态树，监视电厂六大安全功能，并通过它进入功能恢复规程。可见诊断规程在整个体系中处理非常重要的位置，是研究征兆导向事故规程体系的关键和总框架。

1.3 征兆导向事故诊断规程设计的难点

在征兆导向事故诊断规程的设计过程中存在以下难点：

1） 征兆导向事故诊断规程缺少编制经验;

2） 征兆导向事故诊断规程采用边处置边诊断的策略，需将操作步骤和接口统一;

3）需将新增系统或设计改进系统以及非能动系统的特点融入征兆导向法事故规程中去。

2 征兆导向事故诊断规程设计

2.1 征兆导向事故诊断规程设计思路

征兆导向事故诊断规程是以征兆导向事故规程为主干，辅以事件导向最佳恢复规程和安全功能恢复规程的树型事故诊断规程，它使操纵员在紧张状态下能有所遵循，这对于确保核电厂安全十分重要。

診断规程中诊断事故以正确选用事件导向的最佳恢复规程为目标。诊断规程所体现的先确保安全功能，同时进行诊断，一旦确定事故类型立即转入最佳处理规程的思路是合理有效的。

根据征兆导向事故规程体系的处理策略，同时参考美国西屋电厂的成熟经验，确定国内先进压水堆征兆导向事故诊断规程的处理策略如图3所示。

根据以上处理策略，确定国内先进压水堆征兆导向事故诊断规程的设计思路如下：

1） 确定征兆导向事故规程的范围;

2） 确定征兆导向事故诊断规程稳定机组状态的各操作步骤;

3）确定征兆导向事故诊断规程的操作要点;

2.2 征兆导向事故诊断规程范围

不管事故发生后是以事故导向的方式应对事故，还是以状态导向的方式应对事故，规程设置的目的是应对事故，因此，应明确事故初因，作为规程应对的范围。

对于征兆导向事故规程中的最佳恢复规程的范围，应基于事故分析及工程判断，从国内先进压水堆安全分析报告中的事故分析入手，确定征兆导向事故诊断规程中应对的始发事故的范围。

安全分析报告中事故分析所考虑的始发事故范围基本可以包络始发事件与故障范围，征兆导向事故诊断规程所处理事故的范围即为安全分析报告中事故分析所考虑的始发事故范围。

2.3 征兆导向事故诊断规程稳定机组状态的各操作步骤

核电厂核参数中，与安全及事故诊断有关的有：

1） 反应堆功率，控制棒状态，硼浓度;

2） 堆芯入口温度，堆芯出口温度，堆芯饱和裕度;

3） 稳压器压力，稳压器水位，一回路温度，压力容器水位;

4） 蒸汽发生器水位，蒸汽发生器压力，蒸汽流量，给水流量等。

这些参数包括了大部分事故诊断所用的参数。在诊断事故的同时，需要关注和控制这些参数在合理的范围之内。

2.4 征兆导向事故诊断规程操作要点

停堆及安注信号发生后，操纵员应当立即采取行动确保中止中子链式反应并防止堆重返临界，确保一次侧热阱、二次侧热阱及最终热阱工作正常，并确保安全壳不与环境发生物质交换。这一期间不对事故做任何诊断，而是先确保堆中子学的可控制性和堆芯的可冷却性。这些行动会推迟事故的诊断，然而确保上述最必需的功能正是各类事故的共同要求，先采取上述救治行动能赢得宝贵的事故缓解时间。以上步骤是不可少的，次序也不宜颠倒。

3 结论

本文依据征兆导向事故规程的特点，结合事件导向事故规程的设计经验，研究征兆导向事故规程体系中用于引导最佳恢复规程的诊断规程的功能与设计思路，从而说明征兆导向事故规程在国内先进压水堆第三代先进核反应堆上的适用性。

征兆导向事故规程体系的使用，使国内先进压水堆机组在事故处理时兼具快速响应能力与处理复杂事故能力，电厂的各道安全屏障有了更好的保障，满足第三代核反应堆的要求。

征兆导向事故规程的运行策略为操纵员提供了新的、全局性的事故处理思路，有利于操纵员更全面的把握核电厂的状态，提高了反应堆的安全性。

【通联编辑：梁书】