压水堆核电厂主控室不可用时的机组运行策略研究

蒋燕

摘 要：主控制室是核电厂的主要集中监控中心，提供所有电厂工况的过程控制和监视。当主控制室不可用时，需要在远程停堆站对核电厂进行控制。本文基于状态导向法制定了主控室不可用作为初因事件或叠加事件时的机组事故运行策略，借助该策略可在远程停堆站将机组后撤并稳定在安全状态。本文研究成果可为在建或在役核电厂事故运行程序的开发和优化提供参考，对核电厂核安全、经济运行有积极意义。

关键词：主控室；远程停堆站；状态导向法；运行策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.188

0 引言

主控制室（MCR）是核电厂的主要集中监控中心，提供所有电厂工况的过程控制和监视。当主控制室不可用时（例如火灾），操纵员可以在远程停堆站（RSS）对核电厂进行控制，确保核电厂稳定运行。MCR不可用主要考虑MCR不可居留和MCR计划停运。本文对典型压水堆核电厂的MCR和RSS配置进行简要介绍，研究并制定MCR不可用作为初因事件或叠加事件时的机组事故运行策略。

1 控制室简介

控制室是核电站的监控中心，它的主要功能是在核电厂各种运行工况下（包括正常运行工况和事故运行工况）对全机组状态进行监测和控制，保障核电厂安全、高效地运行。核电厂控制室主要包括MCR和RSS。

MCR是核电厂的主要集中监控中心，配置了供操纵员、协调员、值长、安全工程师使用的数字化工作站（KIC）以及常规控制盘台（BUP）。在MCR可用时，所有电厂工况的过程控制和监视都在MCR进行，每个KIC工作站都具备所需的信息显示和控制功能，实现正常运行工况和事故工况下机组状态的监测和控制。当KIC整体故障或最小KIC工作站数量不满足运行要求时，可通过BUP控制机组，将机组带至安全状态。

RSS是MCR的辅助控制中心，其配置了简化的KIC工作站，拥有与MCR的KIC工作站一样的数据显示和控制手段。RSS与MCR在设计上实现了实体隔离和电气隔离，当MCR不可用时，可将机组控制从MCR切换至RSS在RSS将机组带到并维持在安全状态。

2 MCR不可用时覆盖的工况

考虑到MCR不可居留可能会发生在反应堆功率运行模式至反应堆完全卸料模式的各个运行模式，MCR计划维修一般在反应堆完全卸料模式，因此MCR不可用时的机组运行策略应覆盖机组所有运行模式。

基于国内外法规标准的要求及核电厂设计和运行中安全性和经济考虑，明确指出RSS不考虑MCR不可用的情况发生其他独立事故，特别不考虑又发生要求使用专设安全设施的事故[1]。原则上，RSS必须能够确保电站在正常运行或瞬态工况下失去MCR时将机组后撤并维持在安全停堆状态[2]。根据在役和在建核电厂的设计经验，一般将失去厂外电（LOOP）视为反应堆自动停堆后的继发事件而非独立事件，因此，这里MCR不可用时的机组运行策略考虑了MCR不可用考虑了与（LOOP）叠加。

3 基于状态导向法的MCR不可用时机组运行策略分析

状态导向法事故运行程序（SOP）是三哩岛事故之后提出和发展的一种新型事故管理程序体系。将MCR不可用的初因事件或叠加事件纳入SOP框架下进行管理，考虑反应堆反应性控制的优先级，从简化规程规模的角度，根据控制棒是否全部落下将反应堆正常运行模式划分为未停堆工况和停堆工况。籍此，MCR不可用的机组运行策略主要考虑未停堆工况下或停堆工况下MCR不可用作为初因事件或MCR不可用叠加LOOP。

3.1 未停堆工况下MCR不可用的机组运行策略

机组处于正常运行、未停堆的情况下突然发生MCR不可用，首先应控制反应堆反应性、在MCR执行手动停堆。

为保证人员的安全，应撤离MCR前往RSS，在RSS通过执行事故运行程序控制机组。为了防止人员撤离后在MCR的误操作，应将MCR工作站关机。通过切换开关将机组控制从MCR切换至RSS。如果是因为火灾、浓烟导致的MCR不可用，应注意隔离MCR通风系统、投运RSS通风系统。

对MCR不可用作为初因事件的情形，此时机组状态参数正常，可通过常规运行手段（正常喷淋、上充、下泄等）稳定机组一回路温度、稳定一回路压力、调节稳压器液位，将机组稳定在当前状态。

对叠加了LOOP的MCR不可用情况，在执行事故运行程序过程中诊断出发生LOOP后，立即根据LOOP事故运行策略对相关设备状态重新进行配置，并尝试修复厂外电源。根据机组状态确定后撤模式和后撤时间执行后撤，通过可用的运行手段降低机组一回路温度、降低一回路压力、调节稳压器液位，将机组后撤并稳定在余热排出冷却正常停堆模式。

3.2 停堆工况下MCR不可用的机组运行策略

停堆工况下MCR不可用的机组运行策略除了反应堆反应性问题、机组后撤要求不同外，其他部分的策略与3.1节未停堆工况下MCR不可用的机组运行策略一致。

机组处于正常运行、已停堆的情况下突然发生MCR不可用，此時机组已处于停堆状态，堆芯反应性方面不存在威胁，无需再执行停堆操作。

对于停堆工况MCR不可用作为初因事件或MCR不可用叠加LOOP的情形，由于机组此时已处于相对安全稳定的状态，无需再向更低的机组状态后撤（如机组已处于维修停堆模式，无需再后撤至换料停堆模式），将机组稳定在当前状态即可。

4 结束语

本文研究并制定了基于状态导向法的MCR不可用的机组运行策略，能为核电厂开发和优化事故运行程序提供有益参考，对确保核电厂安全、经济运行有重要意义。

参考文献：

[1]程波.核电厂远程停堆站事故准则的标准研究[J].自动化仪表，2015.

[2]EUROPEAN UTILITY EQUIREMENTS FOR LWR NUCLEAR POWER PLANTS （EUR）.