核電廠征兆導向事故診斷規程研究

高超 龔學余 孫朋朋 田苗

摘要：本文依據征兆導向事故規程的特點，研究征兆導向事故診斷規程的功能與設計思路。本文重點論述了征兆導向事故診斷規程的功能、作用和設計難點，同時，考慮國內先進壓水堆新增系統或設計改進系統以及非能動系統的特點，提出征兆導向事故診斷規程的設計思路。由此設計出適用于國內先進壓水堆的征兆導向事故診斷規程，為其他征兆導向事故規程的設計研究打好基礎，并為整個規程體系搭好框架。

關鍵詞：征兆導向;診斷規程;設計思路

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）16-0225-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

為了確保核電廠的安全，需要在設計時采取多重措施來預防、保護和緩解反應堆的安全[1]。這需要核電廠有一套應對各種事故的處理規程。

征兆導向事故規程以征兆導向事故處理為主干，提供多層次診斷多手段對策，重點抓關鍵安全功能，既可以在事故征兆明顯時通過事件導向快速采用最佳恢復規程進行事故緩解和處理，又可以在發生始料未及的事故或者疊加事故時通過關鍵安全功能狀態樹導向功能恢復規程保證電廠各屏障安全，以達到釋放到環境中的放射性最小的目的。

國內先進壓水堆是第三代“能動+非能動”型先進核反應堆，要求有更先進的技術和安全保障，顯然，傳統的事件導向事故規程因其局限性已不能滿足第三代先進核反應堆的安全要求，國內先進壓水堆需要自主開發適用于“能動+非能動”型第三代先進核反應堆的征兆導向事故規程體系。

征兆導向事故診斷規程作為征兆導向事故規程體系的引導和診斷規程，是研究征兆導向事故規程的基礎，是征兆導向事故規程體系的總框架。作為征兆導向事故規程體系研究的第一步，征兆導向事故診斷規程的設計具有積極意義。

因此，本文從傳統事件導向事故規程的設計經驗出發，研究征兆導向事故規程體系中用于引導最佳恢復規程的診斷規程的功能與設計思路，從而說明征兆導向事故規程在第三代先進核反應堆上的適用性。

1 征兆導向事故診斷規程

征兆導向事故診斷規程是征兆導向法事故規程體系的研究基礎和總框架。診斷規程為緊急停堆或安注事故提供最初的操作指令，用以確認電廠的自動保護系統動作正確，評價電廠狀況，并確定合適的最佳恢復規程或功能恢復規程。

1.1 征兆導向事故診斷規程的功能

征兆導向事故診斷規程的策略為：

根據征兆，在診斷規程中邊處置邊診斷，核實確認自動動作之后，再判斷事故類型并導向不同的最佳恢復規程，防止在診斷過程中核電廠工況進一步惡化和誤診斷，確保電廠能處在比較安全或更好控制的狀態;如果事件或事故屬于設計基準事故，可以被診斷，則在判明事故原因后，采用基于事件導向的規程對癥處理，同時，診斷規程在自動動作確認之后，將關鍵安全功能狀態樹激活，過監視關鍵安全功能狀態樹的相關信息，對不能被準確診斷的超設計基準事故或者疊加事故，針對關鍵安全功能狀態惡化的程度，引導至適合的功能恢復策略來恢復電廠安全狀態。

1.2 征兆導向事故診斷規程的作用

由圖2可見，停堆或安注信號作為入口進入診斷規程后，通過診斷規程的診斷，在征兆明顯時進入各最佳恢復規程對事故進行緩解，同時，由診斷規程啟動關鍵安全功能狀態樹，監視電廠六大安全功能，并通過它進入功能恢復規程。可見診斷規程在整個體系中處理非常重要的位置，是研究征兆導向事故規程體系的關鍵和總框架。

1.3 征兆導向事故診斷規程設計的難點

在征兆導向事故診斷規程的設計過程中存在以下難點：

1） 征兆導向事故診斷規程缺少編制經驗;

2） 征兆導向事故診斷規程采用邊處置邊診斷的策略，需將操作步驟和接口統一;

3）需將新增系統或設計改進系統以及非能動系統的特點融入征兆導向法事故規程中去。

2 征兆導向事故診斷規程設計

2.1 征兆導向事故診斷規程設計思路

征兆導向事故診斷規程是以征兆導向事故規程為主干，輔以事件導向最佳恢復規程和安全功能恢復規程的樹型事故診斷規程，它使操縱員在緊張狀態下能有所遵循，這對于確保核電廠安全十分重要。

診斷規程中診斷事故以正確選用事件導向的最佳恢復規程為目標。診斷規程所體現的先確保安全功能，同時進行診斷，一旦確定事故類型立即轉入最佳處理規程的思路是合理有效的。

根據征兆導向事故規程體系的處理策略，同時參考美國西屋電廠的成熟經驗，確定國內先進壓水堆征兆導向事故診斷規程的處理策略如圖3所示。

根據以上處理策略，確定國內先進壓水堆征兆導向事故診斷規程的設計思路如下：

1） 確定征兆導向事故規程的范圍;

2） 確定征兆導向事故診斷規程穩定機組狀態的各操作步驟;

3）確定征兆導向事故診斷規程的操作要點;

2.2 征兆導向事故診斷規程范圍

不管事故發生后是以事故導向的方式應對事故，還是以狀態導向的方式應對事故，規程設置的目的是應對事故，因此，應明確事故初因，作為規程應對的范圍。

對于征兆導向事故規程中的最佳恢復規程的范圍，應基于事故分析及工程判斷，從國內先進壓水堆安全分析報告中的事故分析入手，確定征兆導向事故診斷規程中應對的始發事故的范圍。

安全分析報告中事故分析所考慮的始發事故范圍基本可以包絡始發事件與故障范圍，征兆導向事故診斷規程所處理事故的范圍即為安全分析報告中事故分析所考慮的始發事故范圍。

2.3 征兆導向事故診斷規程穩定機組狀態的各操作步驟

核電廠核參數中，與安全及事故診斷有關的有：

1） 反應堆功率，控制棒狀態，硼濃度;

2） 堆芯入口溫度，堆芯出口溫度，堆芯飽和裕度;

3） 穩壓器壓力，穩壓器水位，一回路溫度，壓力容器水位;

4） 蒸汽發生器水位，蒸汽發生器壓力，蒸汽流量，給水流量等。

這些參數包括了大部分事故診斷所用的參數。在診斷事故的同時，需要關注和控制這些參數在合理的范圍之內。

2.4 征兆導向事故診斷規程操作要點

停堆及安注信號發生后，操縱員應當立即采取行動確保中止中子鏈式反應并防止堆重返臨界，確保一次側熱阱、二次側熱阱及最終熱阱工作正常，并確保安全殼不與環境發生物質交換。這一期間不對事故做任何診斷，而是先確保堆中子學的可控制性和堆芯的可冷卻性。這些行動會推遲事故的診斷，然而確保上述最必需的功能正是各類事故的共同要求，先采取上述救治行動能贏得寶貴的事故緩解時間。以上步驟是不可少的，次序也不宜顛倒。

3 結論

本文依據征兆導向事故規程的特點，結合事件導向事故規程的設計經驗，研究征兆導向事故規程體系中用于引導最佳恢復規程的診斷規程的功能與設計思路，從而說明征兆導向事故規程在國內先進壓水堆第三代先進核反應堆上的適用性。

征兆導向事故規程體系的使用，使國內先進壓水堆機組在事故處理時兼具快速響應能力與處理復雜事故能力，電廠的各道安全屏障有了更好的保障，滿足第三代核反應堆的要求。

征兆導向事故規程的運行策略為操縱員提供了新的、全局性的事故處理思路，有利于操縱員更全面的把握核電廠的狀態，提高了反應堆的安全性。

【通聯編輯：梁書】