大亚湾核电站堆芯冷却监测系统改造实践

堆芯冷却监测系统(Core Cooling Monitoring System,简称CCMS)用于对压水堆堆芯冷却状态进行监测,属于安全级系统。北京广利核公司采用FirmSys安全级数字化仪控平台产品,对大亚湾核电站CCMS系统进行了数字化改造,以解决原系统可用性降低、堆芯冷却状态算法存在不足、记录功能较弱的问题,同时满足大亚湾核电站事故管理规程从事件导向规程(EOP)向状态导向规程(SOP)过渡的需要。改造后的1#机CCMS系统在2013年11月投入使用,运行稳定可靠。这是国内在役核电厂安全级数字化仪控系统的首次改造,也是国产核级安全级数字化仪控产品FirmSys在国内核电站安全级的首次应用。改造方案可供同类系统改造借鉴。     

“华龙一号”堆芯冷却监测系统设计

“华龙一号”是我国自主研发的第三代核电站,其反应堆及一回路系统在设计中对固有安全性提出了更高的要求。对于二代加核电厂堆芯冷却监测系统（CCMS）,需要在反应堆底部开孔测量水位。该设计降低了反应堆固有安全性,必须重新设计。本文设计了一种新型CCMS,其探测器从压力容器顶盖插入堆芯进行直接测量,不但提高了关键点的水位测量准确度,同时避免了压力容器底部开孔,满足了“华龙一号”反应堆固有安全性要求。      

MLOCA瞬态堆芯水位监测有效性分析

为了验证中国改进型百万千瓦级(CPR1000)核电站在一回路中等破口失水事故(MLOCA)工况下堆芯冷却监视系统(CCMS)测量的有效性,及定量分析控制系统中反应堆冷却剂泵(简称:主泵)状态的2种判定方法导致的水位计算差异,对CCMS测量原理进行了分析。以RELAP5-3D程序对CPR1000机组进行热工水力建模、使用虚拟数字化控制系统(DCS)模拟其控制逻辑,定量计算了在这2种主泵状态判定方法中CCMS输出水位及其误差,并分析了误差产生的原因。结果表明:2种方案都会引入较大的水位误差,结合状态导向法事故处理程序(SOP)分析,可能使操纵员对堆芯水位判断产生一定的误导。     

中国实验快堆三回路计算机监控系统系统结构可靠性设计改造

中国实验快堆三回路计算机监控系统承担着三回路的系统状态监视及设备控制等任务。由于三回路监控系统开发公司在系统还未移交给快堆工程部时期出现了公司易主重组等情况,系统的后期开发及调试工作一直由一名公司代表负责,系统实际并未达到设计的使用要求。在公司代表离开后,系统已经处于临近瘫痪的状态,无法完成正常的监控功能,严重影响反应堆的运行任务,因此对三回路计算机监控系统进行了重新设计及改造。文中通过列出存在的各种异常现象,并进行分析排查,找出异常现象的根源问题,对这些问题按照系统结构及功能进行分类找出需改造的类项。对每一项详细介绍了设计思路及具体改造步骤,针对改造中遇到新问题的处理方法作了适当的介绍。通过系统性的改造使三回路计算机监控系统具备了正常的监控功能,并通过对底层结构进行的冗余改造从本质上提高了系统的可靠性及运行稳定性。改造完全由快堆内部的技术人员完成,由此培养了一支有实际工程开发经验的人才队伍,同时节省了数十万的外协开发费用,并通过合理设计利用老硬件节省了几十万元的硬件采购费用。对监控系统重新进行的设计改造为中国实验快堆顺利100%功率并网发电及今后的运行提供了有力的保障,并为今后的全厂级监控系统改造奠定了良好的基础。     

主泵参数变化对压力容器液位测量影响分析

为了量化分析CPR1000核电厂主泵特性及相关参数（如电网频率、空泡份额等）变化对堆芯冷却监测系统（CCMS）压力容器液位(L VSL)测量引入的误差,评价该误差对事故处理进程的影响,基于CCMS L VSL测量原理,推导出主泵各参数变化对L VSL测量引入误差的计算公式,并进行量化计算。计算结果表明,除主泵本身的性能降级会导致L VSL较大的低估误差外,其余参数变化对L VSL测量引入的误差可忽略。结合状态导向法事故运行程序（SOP）,分析了主泵本身性能降级导致的低估误差对操纵员关键安全操作的影响。结果表明,该误差可能干扰SOP中主泵的相关操作,但不会阻碍SOP事故处理中关键安全操作的执行。     

堆芯温度分布对压力容器液位测量影响分析

对堆芯温度不均匀分布而导致CPR1000核电站堆芯冷却监测系统CCMS压力容器液位测量误差进行了量化计算。结果表明,停堆后主泵保持运行,由该物理现象引入的误差可以忽略。对失去全部给水情形下引入较大的高估误差,结合状态导向法事故运行程序SOP,对该误差对操纵员安全重要操作的影响进行了分析。     

基于IA平台的秦山一期反应堆功率调节系统性能优化

反应堆功率调节系统是核电站功率调节的重要系统,其性能的优劣直接影响了整个核电站核功率控制的品质。在秦山一期118大修反应堆功率调节系统改造中,现场调试遇到了很多需要优化的实际问题。文章主要从轴向功率偏差ΔI超目标带累计时间长报警功能实现、新改造DCS控制系统与旧设备接口量程匹配、计数器精度补偿、人机界面工艺流程图的开发、组态功能图优化等方面出发,充分阐述调试过程中如何对功调系统进行性能的优化。通过对这些问题解决方案的研究及最终实施验证,使功调系统的性能更加完善,控制品质满足设计要求。     

合肥光源辐射剂量监测系统

合肥光源原有的辐射监测系统是为衰减运行模式而设计建造的。为了更好地促进用户实验的科研产出,合肥光源正在进行恒流运行关键系统改造。在改造中,为了保障实验人员和设备的安全,根据恒流运行要求增加了辐射剂量监测点和完善了安全联锁功能。系统基于EPICS开发,由探测器、通讯模块、数据采集监测软件、数据分析系统等组成。该系统既能监测光源区及周边的辐射剂量率水平,还具备计算积分剂量、历史剂量查询以及必要的安全联锁等功能。新系统已经运行三个多月,系统稳定可靠,能很好地满足合肥光源恒流运行模式对辐射监测的要求。     

SOP规程下堆芯冷却监测系统的设计

在岭澳核电站二期工程中首次采用状态导向规程(SOP).根据该规程的要求,堆芯冷却监测系统(CCMS)需要完成SOP下6大状态功能中的2个监测任务,即一回路水装量和一回路压力温度的监测.由反应堆压力容器水位来反映水装量,用最低过冷裕度(△Tsat)来反映一回路的压力和温度.为了完成这些监测任务,从一次仪表、数据处理到信息显示相对于事件导向规程(EOP)下的设计都有重大的不同,本文主要从系统设计的角度对其进行描述.     

岭澳核电站一期汽动给水泵超速保护装置改造成功经验

自2003年投产以来,岭澳核电站一期汽动主给水泵的ENTEK 6611系列超速保护装置就面临备件短缺的问题,给汽动给水泵及二回路给水系统的正常运行留下了重大隐患.经过分析,于2009年使用原厂升级的XM系列产品对该超速保护装置进行了换型改造.本文阐述了改造的必要性和可行性,并对相关系统和设备的功能、性能参数和改造过程等进行了描述.本次改造既解决了原有ENTEK6611系列超速保护系统备件缺乏、设备老化的问题,又增强了系统的可靠性.