一种堆腔注水冷却系统能动执行机构的组合报警方法

技术领域

本发明属于核电站自动控制技术领域，具体涉及一种堆腔注水冷却系统能动执行机构的组合报警方法。

背景技术

堆腔注水冷却系统在发生堆芯熔化的严重事故后，通过压力容器外冷却带走堆芯熔融物热量，降低反应堆压力容器外壁的温度，维持压力容器的完整性，实现压力容器内堆芯熔融物的滞留。能动功能：通过水泵将水池内的冷却水注入堆坑，冷却反应堆压力容器外壁面，导出堆芯熔融物的热量，确保压力容器不被熔穿，维持压力容器的完整性，减轻事故的后果。

如图1所示，此系统配备2台电动泵和3台电动阀。第一电动泵1属于A列设备，由A列信号控制；第二电动泵2属于B列设备，由B列信号控制。第一隔离阀3，第二隔离阀4和第三隔离阀5属于严重事故A列设备。第一隔离阀3由A列允许阀门打开信号连锁，第二隔离阀4由B列允许阀门打开信号连锁，第三隔离阀5由A列允许阀门打开信号或B列允许阀门打开信号同时连锁。第一隔离阀3，第二隔离阀4和第三隔离阀5在系统未启动时处于关闭状态。

堆腔注水冷却系统的能动功能由上述执行机构协同完成，任何一个机构故障都可能导致该功能失效，因此针对这些执行机构的启动(或打开)故障设置一个组合报警，对注水的能动功能是否正确执行进行预警。通过报警的重闪功能，可以进一步提醒操纵员发生故障执行机构的数量。该功能通过一个组合报警完成，可以直观及时地提醒操纵员执行机构的状态，减少事故工况判断时间，从人因工程角度提升了核电站运行的安全性。

发明内容

本发明的目的是针对核电站安全性设计的要求，提供了一种堆腔注水冷却系统能动执行机构处于非预定位置的组合报警方法。避免在堆腔注水冷却系统的功能启动时，出现多个执行机构启动(或打开)故障引发多个报警从而导致操纵员工作量激增，注意力分散，对事故工况判断产生偏差的可能。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种堆腔注水冷却系统能动执行机构的组合报警方法，用于对堆腔注水冷却系统的动能执行机构的运行情况进行监控，所述堆腔注水冷却系统包括并联的第一电动泵和第二电动泵，并联的第一隔离阀和第二隔离阀，还包括输出端与压力容器相连的第三隔离阀，所述第一电动泵和所述第二电动泵的输出端汇集到一条管线连接到所述第一隔离阀和所述第二隔离阀的输入端，所述第一隔离阀和所述第二隔离阀的输出端汇集到一条管线连接到所述第三隔离阀的输入端；所述动能执行机构包括所述第一电动泵和所述第二电动泵和所述第一隔离阀和所述第二隔离阀和所述第三隔离阀；所述堆腔注水冷却系统能动执行机构的组合报警方法包括如下步骤：

步骤S1，判断所述第一电动泵或者所述第二电动泵的启动是否发生故障，如果发生故障，发出针对所述第一电动泵的第一报警或发出针对所述第二电动泵的第二报警；

步骤S2，判断所述第一隔离阀或者所述第二隔离阀的打开是否发生故障，如果发生故障，发出针对所述第一隔离阀的第三报警或发出针对所述第二隔离阀的第四报警；

步骤S3，判断所述第三隔离阀的打开是否发生故障，如果发生故障，发出针对所述第三隔离阀的第五报警；

所述第一报警、所述第二报警、所述第三报警、所述第四报警、所述第五报警组合为一个组合报警。

进一步，

所述第一电动泵属于A列设备，在所述步骤S1中，当A列允许泵启动信号出现后，操纵员手工启动第一指令，所述控制系统根据所述第一指令启动所述第一电动泵，在设定的时间内，如果所述控制系统未收到所述第一电动泵的启动状态反馈信号，则认为所述第一电动泵的启动发生故障，并发出所述第一报警；在设定的时间内如果所述控制系统收到所述第一电动泵的启动状态反馈信号，则认为所述第一电动泵的启动正常，不发出所述第一报警；

所述第二电动泵属于B列设备，在所述步骤S1中，当B列允许泵启动信号出现后，操纵员手工启动第二指令，所述控制系统根据所述第二指令启动所述第二电动泵，在设定的时间内，如果所述控制系统未收到所述第二电动泵的启动状态反馈信号，则认为所述第二电动泵的启动发生故障，并发出所述第二报警；在设定的时间内如果所述控制系统收到所述第二电动泵的启动状态反馈信号，则认为所述第二电动泵的启动正常，不发出所述第二报警。

进一步，

在所述步骤S1中，如果所述第一电动泵或所述第二电动泵在操纵员介入前已有至少一台处于启动状态，则确认是否存在其中一台电动泵因故障未启动的情况。

进一步，

所述第一隔离阀属于严重事故A列设备，在所述步骤S2中，当A列允许阀门打开信号出现后，操纵员手工启动第三指令，所述控制系统根据所述第三指令打开所述第一隔离阀，在设定的时间内，如果所述控制系统未收到所述第一隔离阀的打开状态反馈信号，则认为所述第一隔离阀的打开发生故障，并发出所述第三报警；在设定的时间内如果所述控制系统收到所述第一隔离阀的打开状态反馈信号，则认为所述第一隔离阀的打开正常，不发出所述第三报警；

所述第二隔离阀属于严重事故B列设备，在所述步骤S2中，当B列允许阀门打开信号出现后，操纵员手工启动第四指令，所述控制系统根据所述第四指令打开所述第二隔离阀，在设定的时间内，如果所述控制系统未收到所述第二隔离阀的打开状态反馈信号，则认为所述第二隔离阀的打开发生故障，并发出所述第四报警；在设定的时间内如果所述控制系统收到所述第二隔离阀的打开状态反馈信号，则认为所述第二隔离阀的打开正常，不发出所述第四报警。

进一步，

在所述第一隔离阀的打开状态反馈信号或者所述第二隔离阀的打开状态反馈信号出现后，操纵员手工启动第五指令，所述控制系统根据所述第五指令打开所述第三隔离阀，在设定的时间内，如果所述控制系统未收到所述第三隔离阀的打开状态反馈信号，则认为所述第三隔离阀的打开发生故障，并发出所述第五报警；在设定的时间内如果所述控制系统收到所述第三隔离阀的打开状态反馈信号，则认为所述第三隔离阀的打开正常，不发出所述第五报警。

进一步，

所述组合报警能够由所述第一报警、所述第二报警、所述第三报警、所述第四报警、所述第五报警中的任意一个或几个而被触发，通过报警灯不同闪烁频率和喇叭不同铃声区分所述报警的数量。

本发明的有益效果在于：

1.通过组合报警实现堆腔能动注水冷却功能的预警，可以直观及时地提醒操纵员执行机构的状态以及发生故障执行机构的数量，减少了操纵员对事故工况的判断时间，避免了处理多个报警导致的注意力分散，从人因工程角度提升了核电站运行的安全性。

2.将堆腔能动注水功能的所有执行机构的启动(或打开)故障组合成一个报警。如果执行该功能的任一执行机构故障，表示整个注水功能可能失效，通过一个组合报警可以及时准确地提醒操纵员进行故障排查。因此，组合报警可以直观的判断堆腔能动注水功能是否正确执行，避免在功能启动时，出现多个执行机构启动(或打开)故障引发多个报警的，导致操纵员工作量激增，注意力分散，对事故工况判断产生偏差的可能。

附图说明

图1是本发明背景技术部分所述的堆腔注水冷却系统的示意图；

图2是本发明具体实施方式中所述的一中堆腔注水冷却系统能动执行机构的组合报警方法的流程简图；

图中：1-第一电动泵，2-第二电动泵，3-第一隔离阀，4-第二隔离阀，5-第三隔离阀，6-压力容器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

堆腔注水冷却系统设计为缓解严重事故下压力容器6外壁的温度，维持压力容器6的完整性。由于启动后对反应堆造成不可逆的破坏，因此执行机构控制均为手动控制，无自动联锁执行机构动作的控制功能。

如图2所示，本发明提供的一种堆腔注水冷却系统能动执行机构的组合报警方法，用于对堆腔注水冷却系统的动能执行机构的运行情况进行监控。如图1所示，堆腔注水冷却系统包括并联的第一电动泵1和第二电动泵2，并联的第一隔离阀3和第二隔离阀4，还包括输出端与压力容器6相连的第三隔离阀5，第一电动泵1和第二电动泵2的输出端汇集到一条管线连接到第一隔离阀3和第二隔离阀4的输入端，第一隔离阀3和第二隔离阀4的输出端汇集到一条管线连接到第三隔离阀5的输入端；动能执行机构包括第一电动泵1、第二电动泵2、第一隔离阀3、第二隔离阀4、第三隔离阀5；还包括控制动能执行机构的控制系统；第一电动泵1和第二电动泵2从水池中抽取冷却水，冷却水在两台泵出口处汇合到一条母管中，再经并联的第一隔离阀(3)和第二隔离阀4以及合并后管线上的第三隔离阀5进入压力容器6的堆腔。

本发明提供的一种堆腔注水冷却系统能动执行机构的组合报警方法包括如下步骤：

步骤S1，判断第一电动泵1或者第二电动泵2的启动是否发生故障，如果发生故障，发出针对第一电动泵1的第一报警或发出针对第二电动泵2的第二报警；

步骤S2，判断第一隔离阀3或者第二隔离阀4的打开是否发生故障，如果发生故障，发出针对第一隔离阀3的第三报警或发出针对第二隔离阀4的第四报警；

步骤S3，判断第三隔离阀5的打开是否发生故障，如果发生故障，发出针对第三隔离阀5的第五报警；

第一报警、第二报警、第三报警、第四报警、第五报警组合为一个组合报警。

第一电动泵1属于A列设备，在步骤S1中，当A列允许泵启动信号出现后，操纵员手工启动第一指令，控制系统根据第一指令启动第一电动泵1，在设定的时间内，如果控制系统未收到第一电动泵1的启动状态反馈信号，则认为第一电动泵1的启动发生故障，并发出第一报警，提醒操纵员进行故障排查；在设定的时间内如果控制系统收到第一电动泵1的启动状态反馈信号，则认为第一电动泵1的启动正常，不发出第一报警；

第二电动泵2属于B列设备，在步骤S1中，当B列允许泵启动信号出现后，操纵员手工启动第二指令，控制系统根据第二指令启动第二电动泵2，在设定的时间内，如果控制系统未收到第二电动泵2的启动状态反馈信号，则认为第二电动泵2的启动发生故障，并发出第二报警，提醒操纵员进行故障排查；在设定的时间内如果控制系统收到第二电动泵2的启动状态反馈信号，则认为第二电动泵2的启动正常，不发出第二报警。

在步骤S1中，如果第一电动泵1或第二电动泵2在操纵员介入前(发出第一指令或者第二指令之前)已有至少一台处于启动状态，则确认是否存在其中一台电动泵因故障未启动的情况。

第一隔离阀3属于严重事故A列设备，在步骤S2中，当A列允许阀门打开信号出现后，操纵员手工启动第三指令，控制系统根据第三指令打开第一隔离阀3，在设定的时间内，如果控制系统未收到第一隔离阀3的打开状态反馈信号(全开限位开关的反馈信号)，则认为第一隔离阀3的打开发生故障，并发出第三报警，提醒操纵员进行故障排查；在设定的时间内如果控制系统收到第一隔离阀3的打开状态反馈信号，则认为第一隔离阀3的打开正常，不发出第三报警；

第二隔离阀4属于严重事故B列设备，在步骤S2中，当B列允许阀门打开信号出现后，操纵员手工启动第四指令，控制系统根据第四指令打开第二隔离阀4，在设定的时间内，如果控制系统未收到第二隔离阀4的打开状态反馈信号(全开限位开关的反馈信号)，则认为第二隔离阀4的打开发生故障，并发出第四报警，提醒操纵员进行故障排查；在设定的时间内如果控制系统收到第二隔离阀4的打开状态反馈信号，则认为第二隔离阀4的打开正常，不发出第四报警；

分别采用A列允许阀门打开信号和B列允许阀门打开信号作为第一隔离阀3和第二隔离阀4打开的允许条件，可以避免单列启动信号故障导致两个阀门都无法打开。

在第一隔离阀3的打开状态反馈信号或者第二隔离阀4的打开状态反馈信号出现后，操纵员手工启动第五指令，控制系统根据第五指令打开第三隔离阀5，在设定的时间内，如果控制系统未收到第三隔离阀5的打开状态反馈信号(全开限位开关的反馈信号)，则认为第三隔离阀5的打开发生故障，并发出第五报警，提醒操纵员进行故障排查；在设定的时间内如果控制系统收到第三隔离阀5的打开状态反馈信号，则认为第三隔离阀5的打开正常，不发出第五报警；

由于第三隔离阀5在第一隔离阀3和第二隔离阀4汇合后的母线上，第三隔离阀5打开故障将导致堆腔能动注水功能失效，因此A列允许阀门打开信号或B列允许阀门打开信号的其中一个存在时都允许打开第三隔离阀5。

组合报警能够由第一报警、第二报警、第三报警、第四报警、第五报警中的任意一个或几个而被触发(也就是说，组合报警能够由第一电动泵1、第二电动泵2、第一隔离阀3、第二隔离阀4、第三隔离阀5中的任意一个或几个所发生故障而被触发)，通过报警灯不同闪烁频率和喇叭不同铃声区分报警的数量。例如第一个报警出现时报警灯闪烁1同时响铃1，报警消音后，报警灯平光常亮，铃声消失；此时第二个报警出现将变换闪烁1同时响铃1，报警消音后，报警灯平光常亮，铃声消失；当第一个报警故障消失后，报警灯闪烁2，响铃2；当第二个报警消失后，报警等灭，铃声消失。组合报警可以直观的判断堆腔能动注水功能是否正确执行，避免在功能启动时，出现多个执行机构启动或打开故障引发多个报警，导致操纵员工作量激增，注意力分散，对事故工况判断产生偏差的可能。

本发明所提供的一种堆腔注水冷却系统能动执行机构的组合报警方法可以应用于其他需要进行组合报警的系统设计中，相关逻辑关系的实现可在数字化控制系统DCS内通过逻辑组态来完成，也可利用编程的原理，设计专门的程序模块来实现。

本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。