反应堆保护系统[19-20](45)

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1、反应堆保护系统9/20/20211一、概述反应堆保护系统（RPR）的功用：保护三大核安全屏障（即燃料包壳、一回路压力边界和安全壳）的完整性。当运行参数达到危及三大屏障完整性的阈值时，紧急停闭反应堆，必要时启动专设安全设施。1、系统组成反应堆保护系统RPR是广义的反应堆保护系统的一部分，它包括那些为了保护反应堆，根据电站参数变化而操作紧急停堆断路器和专设安全设施执行机构的全部电气设备。9/20/20212广义的反应堆保护系统还包括过程仪表系统SIP和核仪表系统RPN中有关保护参数的传感器及模拟电路。由保护系统控制的安全设施包括；——蒸汽管道隔离装置；——主给水隔离

2、装置；——安全壳隔离装置；——安全注入系统；9/20/20213——安全壳喷淋系统；——辅助给水泵；——柴油发电机。2．设计准则在最终安全分析报告中，对核电站各种瞬态和事故进行了分析，把事件分为以下四类：（1）工况I——正常运行和正常运行瞬态（2）工况Ⅱ——中等频率故障（3）工况Ⅲ——稀有事故（4）工况Ⅳ——极限事故9/20/20214各类工况是根据事件发生的频率和对公众的放射性后果进行分类的，如下表所示。9/20/20215保护系统主要是针对Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类工况设计的。为了确保其安全功能的实现，要求保护系统的设计符合以下安全设计原则：（1）单一故障准则单一故障准则

3、：要求某设备组合在其任何部位发生单一随机故障时仍能执行其正常功能。该准则要求保护系统内单一故障或单次事件引起的故障不应有损于系统的保护功能。（2）冗余性和独立性为了使保护系统满足单一故障准则，提高反应堆的安全性，设计中应采用冗余设计技术9/20/20216冗余性：具有相同保护功能的重复设置1、系统和通道的冗余安全监测通道的冗余、安全逻辑装置的冗余和整个系统的冗余等例如：在保护系统中广泛采用二重、三重和四重通道及三取二（2／3）、四取二（2／4）等逻辑符合电路等。2、逻辑系统、执行器和电源的冗余为了排除由于环境因素、电气的物理现象相关影响，具有相同保护功能的重复通

4、道之间应彼此独立，保持物理（或实体）上的分离及电气上的隔离，以免丧失冗余性。9/20/20217独立性：在保护系统与控制系统乃至与其他系统之间，要求在电气上和结构上是相互独立的。逻辑系列A和逻辑系列B分别装在两个彼此隔离的房间，以实现物理隔离；模拟电路产生的逻辑信号经隔离耦合电路传给几个逻辑电路，以实现它们空间的电气隔离。9/20/20218（3）多样性多样性包括功能多样性和设备的多样性。对每个预想的始发事件尽量用不同的物理效应或不同的变量来监测。在某些条件下可用不同类型的设备来测量同一物理量，以便克服共模故障。（4）故障安全故障安全准则：当系统发生任何故障时仍

5、能使之保持在安全状态。例如，紧急停堆断路器是在失去控制电源时动作（断开）的，从而保证控制电源故障时反应堆是安全的。9/20/20219（5）逻辑符合保护系统的设计必须能够满足可靠性和安全性两方面的要求。增加可靠性的一个重要方法是采用符合逻辑，它要求在采取保护动作之前必须有两个或两个以上的冗余信号相符合。采用符合逻辑也便于进行在线测试，因为在此情况下，通道或装置可断开进行测试而无需用跨接线进行短接，以防止触发保护动作。9/20/2021109/20/202111（6）可试验性和可维修性保护系统应用冗余度的目的是为了使它们在发生一些故障之后还能继续运行。但是，为了能

6、发现和修理故障的元件，防止故障积累，导致总的保护系统故障，故需要定期作试验。保护系统的冗余性为在线测试提供了可能性。在线测试主要有：针对仪表系统的T1测试，针对逻辑单元的T2测试和针对执行器的T3测试。通过测试可及时发现故障并及早排除。9/20/2021123．逻辑图标识核电站的图纸资料中有大量的逻辑图。逻辑图中各种逻辑门符号和定时器符号。这些符号在反应堆保护系统中也大量使用。（1）“与”门有2个以上输入信号。输入信号全为1时输出才是1。只有当全部输入信号同时发生时，输出才发生。（2）“或”门有2个以上输入信号。输入信号全为0时输出才是0。输入信号只要有一个或一

7、个以上发生时，输出就发生。9/20/202113（3）“非”门有1个输入信号。输出信号的电平与输入相反。（4）符合门有2个以上的输入信号。对于左边的标识，当输入信号中为1的数目大于等于框中所标数值时输出为1。对于右边标识，分母代表输入信号的数量，分子代表使输出为1的最少输入信号为1的数目。9/20/2021149/20/202115（5）记忆门实际上是触发器，有两个输入端，一个称置1端，一个称复0端。置1端脉冲前沿将其输出置为1，复0端脉冲前沿使输出为0。输出状态决定于最后来的信号。（6）前沿延时定时器输出前沿在输入前沿t秒以后出现，后沿同输入后沿。（7）后沿延

8、时定时器输出前沿与输入同