[发明专利]一种次临界反应堆系统的紧急停堆系统及方法

说明书

本发明提供一种适用于加速器驱动次临界反应堆系统的紧急停堆系统及方法，其中该紧急停堆系统包括第一紧急停堆子系统，用于根据反应堆保护系统发出的紧急停堆信号控制停堆断路器切断加速器质子源与加速器电源系统之间的通路，第二紧急停堆子系统，用于根据反应堆保护系统发出的未能实现紧急停堆瞬态信号控制加速器斩波器将加速器质子束流脉冲占空比设置为最小值。本发明能够在第一紧急停堆子系统未能实现紧急停堆的情况下，采用第二紧急停堆子系统实现紧急停堆，极大提高了反应堆的安全性。

技术领域

本发明涉及反应堆保护技术领域，尤其涉及一种加速器驱动次临界反应堆系统的紧急停堆系统和方法。

背景技术

在核电厂事故工况下，实现紧急停堆是保护反应堆安全的重要前提，对于现有成熟压水堆而言，紧急停堆的主要实现途径是向堆芯插入由中子毒物组成的控制棒使反应堆进入次临界状态。这种依靠控制棒实现紧急停堆的过程是：核电厂一旦发生危害反应堆安全运行的事故，反应堆保护系统发出紧急停堆驱动信号触发反应堆断路器跳闸，断路器打开后，控制棒驱动机构动力电源被切断，在重力作用下，所有控制棒都迅速掉入堆芯，反应堆实现紧急停堆。该方法存在控制棒卡棒或弹棒导致不能实现紧停堆的潜在可能性。

此外，专利CN102881340B提出在原有的控制棒断电后依靠重力下插的紧急停堆手段外，增加应急注硼系统作为能动的多样化停堆手段。在发生事故工况需紧急停堆时，如果控制棒下插失败，通过监测反应堆中中子注量率等参数，确认控制棒未能实现紧急停堆（ATWS），应急注硼系统接收到ATWS信号后启动注入泵，将浓硼注入反应堆压力容器及堆芯，实现紧急停堆。采用该方法当堆芯注入大量浓硼水后，无法立即重启反应堆，需将堆芯硼浓度进行稀释方可启堆，需要的配套系统较多。

针对加速器驱动次临界反应堆系统的设计特点，需提供一种基于不同设计原理并且能有效实现多样化紧急停堆的装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种核反应堆一旦发生安全事故时，能够迅速并且有效地实现反应堆紧急停堆的装置和方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种加速器驱动次临界反应堆系统的紧急停堆系统，包括：

第一紧急停堆子系统，用于根据反应堆保护系统发出的紧急停堆信号切断加速器质子源与加速器电源系统之间的通路；

第二紧急停堆子系统，用于根据反应堆保护系统发出的未能实现紧急停堆瞬态信号将加速器质子束流强度设置为最小值。

其中，所述第一紧急停堆子系统包括3组停堆断路器，所述3组停堆断路器与反应堆保护系统的3个保护通道连接，第一保护通道控制第一组停堆断路器，第二保护通道控制第二组停堆断路器，第三保护通道控制第三组停堆断路器；

第一组停堆断路器的第一断路器、第二组停堆断路器的第一断路器、第三组停堆断路器的第二断路器依次串接形成第一支路，第三组停堆断路器的第一断路器、第一组停堆断路器的第二断路器、第二组停堆断路器的第二断路器依次串接形成第二支路，所述第一支路中第一组停堆断路器的第一断路器与第二组停堆断路器的第一断路器的连接点与所述第二支路中所述第三组停堆断路器的第一断路器与所述第一组停堆断路器的第二断路器的连接点连接，所述第二组停堆断路器的第一断路器与所述第三组停堆断路器的第二断路器的连接点与所述第一组停堆电路器的第二断路器与第二组停堆断路器的第二断路器的连接点连接，所述第一支路与所述第二支路并联连接。

其中，所述第二紧急停堆子系统包括加速器机器保护系统以及斩波器，所述加速器机器保护系统与反应堆保护系统连接，所述斩波器与加速器质子源连接，所述加速器机器保护系统接收反应堆保护系统发出的未能实现紧急停堆瞬态信号调节斩波器的占空比，将加速器质子束流强度设置为最小值。

本发明还提供一种基于加速器驱动次临界反应堆系统的多样化停堆方法：接收反应堆保护系统发出的紧急停堆信号；根据所述紧急停堆信号切断加