一种单堆双停堆断路器系统及其方法

技术领域

本发明属于核安全控制技术领域，具体涉及一种单堆双停堆断路器系统以及基于该系统实现停堆驱动逻辑及停堆状态整合的方法。

背景技术

在核安全技术领域，通常在核反应堆中配置一套停堆断路器，实现核反应堆的停堆驱动。

然而目前对核反应堆的安全性提出了更高的要求，针对该安全性要求，配置了两套停堆系统。针对这种新需求，需在停堆驱动及停堆状态整合上进行新的设计考虑。

发明内容

针对现有在一个核反应堆中配置一套停堆断路器的技术，本发明提供了一种单堆双停堆断路器系统。本发明通过为每套停堆系统分别设置一套停堆断路器屏，以满足核反应堆更高的安全性需求。

本发明通过下述技术方案实现：

一种单堆双停堆断路器系统，在单堆中配置两套停堆断路器屏，每套停堆断路器屏分别对应一套停堆系统。

作为优选实施方式，本发明的每套停堆断路器屏由3个屏组成，3个屏分别对应停堆系统的3个驱动信号通道，每个屏设置2个断路器。

作为优选实施方式，本发明的每套停堆断路器屏中的6个断路器采用并串联架构，即6个断路器两两并联组成3个串联节，3个串联节依次串联连接；且每个串联节中的两个断路器分别对应不同的驱动信号通道。

第二方面，本发明提出了基于上述单堆双停堆断路器系统的信号驱动方法，包括：一套停堆驱动信号既作用其对应的停堆断路器屏，又交叉作用于另一套停堆断路器屏。

第三方面，本发明提出了基于上述单堆双停堆断路器系统的信号反馈方法，包括：

分别获取两套停堆断路器屏的总体通断状态；

将两套停堆断路器屏的总体通断状态信号取或逻辑，逻辑结果作为停堆状态信号，送至各相关系统。

作为优选实施方式，本发明的分别获取两套停堆断路器屏的总体通断状态，具体为：将每套停堆断路器屏的6个断路器状态信号分别进行三取二逻辑组合，逻辑结果表征本套停堆断路器屏的总体通断状态。

作为优选实施方式，本发明的或逻辑针对第一类停堆状态信号要求信号触点闭合表示停堆，采用串并联模型。

作为优选实施方式，本发明的串并联模型具体为：第一套停堆状态信号扩展的至少两个不同继电器的常闭触点串联，第二套停堆状态信号扩展的至少两个不同继电器的常闭触点串联；将两个串联结果进行并联。

作为优选实施方式，本发明的或逻辑针对第二类停堆状态信号要求信号触点断开表示停堆，采用并串联模型。

作为优选实施方式，本发明的并串联模型具体为：第一套停堆状态信号扩展的至少两个不同继电器的常开触点并联，第二套停堆状态信号扩展的至少两个不同继电器的常开触点并联；将两个并联结果进行串联。

本发明具有如下的优点和有益效果：

本发明通过采用单堆双停堆断路器系统的设计，提高了核反应堆的安全性和可靠性。

本发明针对单堆双停堆断路器系统，采用交叉驱动技术，即每套停堆驱动信号既驱动对应的停堆断路器屏，也驱动另一套停堆断路器屏。两套停堆驱动中任意一套驱动完全故障，另一套驱动也能使两套停堆断路器屏成功分闸，提高了核反应堆的安全性。

本发明针对单堆双停堆断路器系统，为表征总的停堆状态，对两套停堆断路器屏的停堆状态信号取或逻辑表征总的停堆状态。停堆状态信号是反应堆最重要的信号接口，该信号接口的可靠性，关联到紧急停堆后的各相关系统联动的可靠性，因此需对该信号接口电路进行可靠设计。关联系统对停堆信号接口的定义需求有两类，第一类是触点闭合表示紧急停堆状态，第二类是触点断开表示紧急停堆状态。针对第一类，采用串并联的信号冗余方式，针对第二类，采用并串联的信号冗余方式。通过冗余设计措施，在单一接口器件故障的情况下能保证总的停堆状态信号可靠送出，确保紧急停堆后关联系统能可靠获得联动信号。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明实施例的系统结构示意图。

图2为本发明实施例的系统反馈信号整合原理框图。

图3为本发明实施例的两类停堆状态信号冗余设计原理图。

具体实施方式

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

本实施例提供了一种单堆双停堆断路器系统，本实施例在单堆中配置两套停堆系统，每套停堆系统分别设置一套停堆断路器屏。

每套停堆断路器屏由3台屏组成，3台屏分别对应停堆系统的三个驱动信号通道，每台屏设置2个断路器。

每套停堆断路器屏中的6个断路器采用并串式三取二总架构的方式进行组合，即6个断路器两两并联构成3个串联节，3个串联节再依次串联连接；且每个串联节中的两个断路器对应的驱动信号通道不相同。

具体如图1所示，本实施例的第一套停堆断路器屏包括3台屏，每台屏设置A/B两列断路器，1号屏(即1A/1B)对应1通道驱动，2号屏(即2A/2B)对应2通道驱动，3号屏(即3A/3B)对应3通道驱动；本实施例的第一套停堆断路器屏由第一个串联节、第二串联节和第三个串联节串联构成，其中，1号屏的1A断路器与2号屏的2B断路器并联构成第一个串联节，2号屏的2A断路器与3号屏的3B断路器构成第二个串联节，3号屏的3A断路器与1号屏的1B断路器并联构成第三个串联节。

本实施例的第二套停堆断路器屏包括3台屏，每台屏设置a/b两列断路器，1号屏(即1a/1b)对应1通道驱动，2号屏(即2a/2b)对应2通道驱动，3号屏(即3a/3b)对应3通道驱动；本实施例的第二套停堆断路器屏由三个串联节串联构成；其中，1号屏的1a断路器与2号屏的2b断路器并联构成第一个串联节，2号屏的2a断路器与3号屏的3b断路器构成第二个串联节，3号屏的3a断路器与1号屏的1b断路器并联构成第三个串联节。

针对上述单堆双停堆断路器系统，本实施例分别从信号驱动和信号反馈两个环节入手，进行单堆配置的两套停堆断路器屏的系统整合，实现驱动和反馈的高可靠性目标。

本实施例采用交叉驱动方式实现单堆双停堆断路器屏的信号驱动，即每套停堆驱动信号即作用于对应的停堆断路器屏，又交叉作用于另一套停堆断路器屏，具体如图1所示。

第一套停堆驱动信号既作用于第一套停堆断路器屏，同时交叉作用于第二套停堆断路器屏。例如，第一套停堆驱动信号的1通道驱动信号既作用于对应的第一套停堆断路器屏的1号屏的1A断路器，又交叉作用于第二套停堆断路器屏的1号屏的1a断路器。

第二套停堆驱动信号即作用于第二套停堆断路器屏，同时交叉作用于第一套停堆断路器屏。例如，第二套停堆驱动信号的1通道驱动信号既作用于对应的第二套停堆断路器屏的1号屏的1a断路器，又交叉作用于第一套停堆断路器屏的1号屏的1A断路器。

对于第一套停堆断路器屏的1号屏的1A断路器由第一套停堆驱动信号的1通道驱动信号1A和第二套停堆驱动信号的1通道驱动信号1a逻辑或控制。同理，每个断路器均由两套停堆信号逻辑或控制，从而任意一套停堆驱动信号故障时，另一套停堆驱动信号都能独立断开两套停堆断路器屏，从系统层面保证停堆驱动的高可靠性。

本实施例的每套停堆断路器屏中的6个断路器的辅助触点按照其主触点的三取二组合方式进行组合连接，以表征本套停堆断路器屏的总体通断状态。之后将两套停堆断路器屏各自的总体通断状态组合信号取或逻辑，逻辑结果作为停堆状态信号，送至各相关系统。

具体如图2所示，本实施例中将第一套停堆断路器屏中的6个断路器状态信号分别进行三取二逻辑组合，将输出的逻辑结果进行扩展(根据相关系统的数量决定扩展数量，例如图2中扩展成11路信号)，同样将第二套停堆断路器屏中的6个断路器状态信号分别进行三取二逻辑组合，将输出的逻辑结果进行扩展，最后将两套停堆断路器屏的逻辑输出结果进行或逻辑运算，将或逻辑运算结果作为总的停堆状态信号，送至各相关系统。

考虑到各相关系统所需的停堆状态信号通断定义不同，第一类停堆状态信号要求信号触点闭合表示停堆，第二类停堆状态信号要求信号触点断开表示停堆。同时为保证送出的停堆状态信号具有高可靠性，在单一器件故障时，仍能正确送出停堆状态，本实施例采用了冗余设计措施，即模型中的触点来自不同的继电器，确保单一继电器故障时，送出的停堆状态信号仍然有效。

具体如图3所示，本实施例针对第一类停堆状态信号，两套停堆状态信号的或逻辑运算采用串并联模型，即第一套停堆状态信号扩展的两个(或多个)不同继电器的常闭触点串联，第二套停堆状态信号扩展的两个(或多个)不同继电器的常闭触点串联，最后将两个串联结果进行并联。

本实施例针对第二类停堆状态信号，两套停堆状态信号的或逻辑运算采用并串联模型，即第一套停堆状态信号扩展的两个不同继电器的常开触点并联，第二套停堆状态信号扩展的两个不同继电器的常开触点并联，最后将两个并联结果进行串联。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。