[其他]控制压水堆以防止供水不足时产生过压的方法

说明书

本发明论及一种控制压水反应堆的方法，防止反应堆万一运转不正常而保护系统不能关闭反应堆时产生过压，特别是提出一种方法和装置，使得在主供水流减少时能将控制棒以最快的速度送入反应堆堆芯。

在压水反应堆（PWR）发电系统中，在反应堆堆芯中裂变反应产生热，热量由通过堆芯循环的反应堆冷却剂吸收。加热了的冷却剂再通过蒸汽发生器的初级测，在这里它释放出热量，然后再返回反应堆。由反应堆冷却剂释放的热量由泵入到蒸汽发生器次级侧的主供水吸收，主供水吸收后转变为蒸气，进入涡轮发电机发电。涡轮机的废气在冷凝器里冷凝后，由供水泵作为供水抽回到蒸汽发生器。

压水反应堆输出的负荷由涡轮机的节流阀调节，当其开大一些，即可从蒸汽发生器中吸取更多的蒸汽，因而也就从反应堆冷却剂中带走了更多的热量。反应堆冷却剂是轻水，它也作为一种减速剂，使反应堆堆芯中由裂变反应产生的中子减速到适合于实现连续裂变反应的速度。因此，当反应堆冷却剂的温度降低，因而它的密度增加时，更多的中心被减速到临界速度，这样便增加了裂变速度，将反应堆产生的热量增加到满足新负载要求所需要的量。反应堆被设计于工作在规定的温度，这一温度可以是恒定的，但通常随功率而增加。反应堆的温度由控制棒控制在规定的温度，控制棒用中子吸收材料制作，为调节反应堆功率，可以将其放入或拉出反应堆堆芯。

压水反应堆装有一保护装置，它监测许多系统的参数，在万一检测到不正常状态时，这一保护装置可将控制棒放入反应堆堆芯，关闭反应堆或迅速停止反应堆。虽然保护装置包含有众多的增加安全性的事故停堆机构，但是要谨慎的操作还应当考虑到，在反应堆工厂操作寿期间预计会发生的各种不正常条件下，保护装置可能不能关闭反应堆或不能迅速停止反应堆所产生的后果。这种情况在工业中称作不紧急停堆的予期的过渡过程（ATWS）。

对不紧急停堆的予期过渡过程问题的分析已决定，对于很多情况，是保护设施的灵敏度而不是停堆满足了标准的安全规则。另一方面，完全损失主供水的不紧急停堆的予期过渡过程可以引起很高的反应堆冷却剂压力。对于这些情况，都假定辅助供水系统在工作。即使如此，辅助供水系统是用于在关闭反应堆时调节衰变发热的速度，而这种发热的速度可能比不紧急停堆的予期的过渡过程的发热速度大好几倍。因此，反应堆冷却剂的温度和压力急激增加。对于这些情况，由于过压，反应堆冷却系统很可能被破坏。

因此本发明的目的是提供一种方法，以这样一种方式自动响应包括主供水损失在内的不紧急停堆的予期的过渡过程，使得可以避免反应堆冷却剂温度发生大的瞬变和由此产生的过压。

为此，本发明属于一个在反应堆主供水发生故障时控制压水堆发电系统的方法，该反应堆具有控制棒，具有将控制棒以逐渐增加的步进方式送入和拉出反应堆的机构，用于调整反应堆的工作温度，从而调整反应堆的水压，和具有反应堆主供水系统，该系统提供利用反应堆产生的热而变为蒸气的水，主供水系统的工作受到快速的监测，当在主供水系统中，预先确定的不正常的低流速低于一个预选值时，一个起动信号便产生，随着这个控制信号，控制棒便以最大的速度被送入反应堆。

控制棒用驱动部件插入和退出反应堆堆芯，根据脉冲信号驱动部件以不连续的步进方式插入和退出控制棒。脉冲信号通常跟随手动信号或自动控制信号的大小、极性而改变。主供水流的损失产生一个不紧急停堆的予期的过程过程起动信号，这个信号代替了手动和自动信号，产生一系列脉冲使控制棒以最大可能的速度步进式插入反应堆。本发明可独立于保护装置而工作，使得如果保护装置不响应主供水流的损失而紧急停堆，则控制棒驱动机构很快动作，将控制棒插入反应堆，从而避免导致反应堆冷却剂系统产生过压。如果保护装置的确关闭了反应堆，则控制棒完全插入到了堆芯中，此时不再需要本发明，或本发明不再起作用。因此本发明提供了一种保护装置的后备保险装置，保证了反应堆冷却剂压力不能达到不能接受的水准。

下面叙述由附图所示的最佳实施例，举例说明本发明，据此，可以更容易理解本发明，这些附图是：

图1是安装有本发明的压水反应堆发电厂的示意图。

图2是对图1所示的发电厂，在没有安装本发明时，反应堆冷却剂压力和时间的关系曲线。

图3是对图1所示的发电厂，在如同应用于图2曲线的条件下，本发明起作用时反应堆冷却剂压力与时间的关系曲线。

图4是针对图1所示的工厂，在响应主供水损失的不紧急停堆的予期的过渡过程时，在采用和不采用本发明，控制棒速度与时间的关系曲线。