本發(fā)明屬于核電廠設(shè)計(jì)技術(shù)，具體涉及一種核電廠電源系統(tǒng)喪失及后果的分析方法。

背景技術(shù)：
核電廠一般基于成熟技術(shù)和安全考慮，或批量建設(shè)，或參考小改建設(shè)。對于壓水堆系列核電廠，電廠的系統(tǒng)和設(shè)備設(shè)施設(shè)計(jì)，包括電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)大致相同。同時(shí)，核電廠的運(yùn)行規(guī)程，包括電源系統(tǒng)相關(guān)的運(yùn)行規(guī)程的制定也是參考小改，沒有進(jìn)行支持分析的需求。隨著核電技術(shù)的發(fā)展，核電廠的系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)并不是一成不變。但由于核電廠安全的重要性，人們往往對設(shè)計(jì)改進(jìn)持非常謹(jǐn)慎的態(tài)度。這其中有一種核安全文化的概念，即采用經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的技術(shù)是最安全的。另外，如何論證新技術(shù)的安全性和可靠性，如何評價(jià)新技術(shù)存在的風(fēng)險(xiǎn)，這也是對設(shè)計(jì)提出的比較確實(shí)的挑戰(zhàn)。對于電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)改進(jìn)或者其相關(guān)的異常處理方法的改變，也存在這樣的設(shè)計(jì)難題。電源系統(tǒng)是核電站的重要組成部分，包括中低壓交流電源系統(tǒng)和直流電源系統(tǒng)，其功能是向核電站所有用電負(fù)荷供電。涉及的用電負(fù)荷廣泛，包括了安全級和非安全級的電氣機(jī)械設(shè)備和控制機(jī)柜。電源系統(tǒng)喪失影響到反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)、反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)響應(yīng)、核安全和輔助系統(tǒng)、二回路系統(tǒng)、發(fā)電輸電系統(tǒng)和廠內(nèi)電氣系統(tǒng)等全廠范圍方面的安全和運(yùn)行。可見，電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和可靠性，直接影響著核電站的安全和運(yùn)行，需要制定完備的電源系統(tǒng)喪失的異常處理方法加以應(yīng)對風(fēng)險(xiǎn)。對于技術(shù)進(jìn)步等原因采用不同電源供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，則帶來了設(shè)計(jì)合理性的問題，而且從縱深防御方面來說，帶來了新設(shè)計(jì)的影響特別是喪失后果變化和處理方法的問題。核電站的電源系統(tǒng)組成復(fù)雜，其供電負(fù)荷多種多樣，其中包括與核電站安全相關(guān)的反應(yīng)堆停堆保護(hù)系統(tǒng)、專設(shè)安全設(shè)施，以及控制事故發(fā)展的系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行。由此可見，核電站電源系統(tǒng)的可靠性影響著核電站的安全，特別是對于電源系統(tǒng)喪失的影響，應(yīng)進(jìn)行全面分析、梳理關(guān)鍵后果，對電源系統(tǒng)及其供電設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)，同時(shí)提出應(yīng)對方案，用于有針對性地制定運(yùn)行規(guī)程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對核電廠電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要，提供一種電源系統(tǒng)喪失及后果的分析方法，從而解決電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)改動帶來的不確定性影響。該方法可以有效避免各專業(yè)之間系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)相對獨(dú)立而產(chǎn)生的設(shè)計(jì)考慮不周的情況，可以作為供電設(shè)計(jì)的一種補(bǔ)充設(shè)計(jì)方式。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種電源系統(tǒng)喪失及后果的分析方法，包括如下步驟：（1）分析電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和可能發(fā)生的故障；（2）分析列出電源系統(tǒng)的所有用戶；（3）基于供電開關(guān)種類設(shè)計(jì)，獲得各用戶設(shè)備的供電狀況；（4）從供電狀況，結(jié)合用戶本身設(shè)備種類，得到用戶設(shè)備運(yùn)行狀況；（5）分析用戶設(shè)備所在系統(tǒng)或子系統(tǒng)功能由于用戶設(shè)備運(yùn)行狀況變化的響應(yīng)和影響；（6）對與電源系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的眾多系統(tǒng)或子系統(tǒng)功能響應(yīng)和影響進(jìn)行綜合分析和評價(jià)，得到該電源系統(tǒng)喪失的關(guān)鍵后果；（7）如果發(fā)現(xiàn)電源系統(tǒng)喪失引起的關(guān)鍵后果超出核電廠的設(shè)計(jì)要求和指標(biāo)，則進(jìn)一步研究設(shè)計(jì)修改完善的可能性，提出設(shè)計(jì)完善方案；（8）形成研究分析報(bào)告，用于異常運(yùn)行處理規(guī)程制定。進(jìn)一步，如上所述的電源系統(tǒng)喪失及后果的分析方法，其中，步驟（1）中所述的可能發(fā)生的故障包括失去交流電源、交流和直流母線短路、充電器故障、母線電壓低。進(jìn)一步，如上所述的電源系統(tǒng)喪失及后果的分析方法，其中，步驟（3）中所述的供電狀況包括受電或失電。進(jìn)一步，如上所述的電源系統(tǒng)喪失及后果的分析方法，其中，步驟（4）中所述的用戶設(shè)備運(yùn)行狀況包括保持當(dāng)前運(yùn)行狀況或停止運(yùn)行，以及是否可監(jiān)控。本發(fā)明的有益效果如下：1、可以用于研究和評價(jià)設(shè)計(jì)變化的可靠性和風(fēng)險(xiǎn)，以結(jié)果導(dǎo)向的方式驗(yàn)證新技術(shù)或技術(shù)改進(jìn)的適用性，從而保證核電廠的安全性。2、對電源系統(tǒng)全面和有條理的分析和研究，可以得到完善的、分解性的電源系統(tǒng)全方位的闡述資料，為其制定異常運(yùn)行規(guī)程提供了理想輸入，可以保證運(yùn)行規(guī)程制定的正確性。3、綜合分析和評價(jià)，可以起到反向設(shè)計(jì)的作用，有利于進(jìn)一步保證電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，甚至起到推動采用新設(shè)計(jì)的作用。4、應(yīng)用該電源系統(tǒng)喪失及后果的分析方法得到的材料，可以用于學(xué)習(xí)培訓(xùn)目的，提高對電源系統(tǒng)和核電廠其他系統(tǒng)、設(shè)計(jì)和運(yùn)行領(lǐng)域之間聯(lián)系的認(rèn)識。附圖說明圖1為本發(fā)明的方法流程圖。具體實(shí)施方式如圖1所示，本發(fā)明所提供的電源系統(tǒng)喪失及后果的分析方法，包括如下步驟：（1）分析電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和可能發(fā)生的故障；（2）分析列出電源系統(tǒng)的所有用戶；（3）基于供電開關(guān)種類設(shè)計(jì)，獲得各用戶設(shè)備的供電狀況，包括受電或失電；（4）從供電狀況，結(jié)合用戶本身設(shè)備種類，得到用戶設(shè)備運(yùn)行狀況，包括保持當(dāng)前運(yùn)行狀況或停止運(yùn)行，以及是否可監(jiān)控；（5）分析用戶設(shè)備所在系統(tǒng)或子系統(tǒng)功能由于用戶設(shè)備運(yùn)行狀況變化的響應(yīng)和影響；（6）對與電源系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的眾多系統(tǒng)或子系統(tǒng)功能響應(yīng)和影響進(jìn)行綜合分析和評價(jià)，得到該電源系統(tǒng)喪失的關(guān)鍵后果；關(guān)鍵后果指對核電廠的生產(chǎn)運(yùn)行造成影響程度較高的后果，甚至影響安全。例如會造成電廠處于較大的瞬態(tài)（如緊急停堆），這對設(shè)備是不利的，盡管有的無法避免，但不應(yīng)超過設(shè)計(jì)初衷；再例如造成核電廠運(yùn)行方式比較大的變化，如由于主泵停運(yùn)，主回路從強(qiáng)迫循環(huán)運(yùn)行變?yōu)榱俗匀谎h(huán)，降溫降壓的方式就會發(fā)生改變。（7）如果發(fā)現(xiàn)電源系統(tǒng)喪失引起的關(guān)鍵后果超出核電廠的設(shè)計(jì)要求和指標(biāo)，則進(jìn)一步研究設(shè)計(jì)修改完善的可能性，提出設(shè)計(jì)完善方案；（8）形成研究分析報(bào)告，用于異常運(yùn)行處理規(guī)程制定。應(yīng)用這項(xiàng)電源系統(tǒng)喪失及后果的分析方法，可以解決設(shè)計(jì)改動帶來的不確定性影響。這種分析方法建立了系統(tǒng)性的評價(jià)方式，從更全局的角度對設(shè)計(jì)進(jìn)行考量，可以有效避免各專業(yè)之間系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)相對獨(dú)立而產(chǎn)生的設(shè)計(jì)考慮不周的情況，可以作為供電設(shè)計(jì)的一種補(bǔ)充設(shè)計(jì)方式。同時(shí)，此項(xiàng)技術(shù)可以用于核電站異常處理方法制定的領(lǐng)域，包括核電站異常處理方法變更，用于研究電源系統(tǒng)喪失的影響和故障運(yùn)行是否可接受、可控制、可處理，解決運(yùn)行規(guī)程編寫依據(jù)的問題。由于此項(xiàng)技術(shù)提供了一種強(qiáng)有力的分析和評價(jià)，它還可以起到消除核電站設(shè)計(jì)中是否采用新電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的顧慮的作用。本方法可以用于核電廠所有電源系統(tǒng)的研究和評價(jià)，包括：6.6kV動力電源、220VUPS電源、125V(或110V)直流電源、48V直流電源。下面以125V直流電源系統(tǒng)喪失為例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。首先研究125V直流電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)組成和功能。125V直流系統(tǒng)，分為A列和B列。每列電源由兩臺充電器和一個(gè)蓄電池組組成。兩臺充電器并行運(yùn)行，其中一個(gè)充電器由380V應(yīng)急交流電源供電，當(dāng)一臺充電器發(fā)生故障時(shí)，自動切換到另一臺。蓄電池組端電壓維持不變，或者處于浮充狀態(tài)。正常運(yùn)行時(shí)，電池僅需提供瞬時(shí)尖峰負(fù)荷。主要向以下用戶提供125V直流電：6.6kV斷路器的儲能電機(jī)和控制線圈、6.6kV和380V交流接觸器的控制線圈、6.6kV和380V交流配電盤儀表、控制棒電源系統(tǒng)和反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的控制電源、220VUPS逆變器。研究125V直流電源系統(tǒng)故障，包括失去交流電源、交流和直流母線短路、充電器故障、母線電壓低。其中，直流母線短路和母線電壓低將導(dǎo)致125V直流電源系統(tǒng)喪失。喪失故障可以通過電壓低故障報(bào)警診斷，并通過停堆斷路器故障等信號確認(rèn)。研究用戶設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)125V直流配電盤出線表，分析列出用戶負(fù)荷和其供電開關(guān)類型。其中用戶為配電盤的，進(jìn)一步從中壓或低壓配電盤出線表找出具體用戶設(shè)備。供電開關(guān)類型有斷路器、接觸器、閉鎖型接觸器，喪失125V控制電源時(shí)其動作分別為：保持原位、斷開、保持原位。機(jī)械設(shè)備方面，失去125V時(shí)轉(zhuǎn)動設(shè)備（如泵、風(fēng)機(jī)）電機(jī)跳閘，電動閥門保持原位。研究電廠系統(tǒng)的運(yùn)行后果和響應(yīng)。用戶設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)影響所在系統(tǒng)的功能，包括主要的電氣系統(tǒng)和設(shè)備：主變壓器、汽輪發(fā)電機(jī)組、中壓電源系統(tǒng)自動動作、控制棒電源系統(tǒng)；機(jī)械系統(tǒng)和設(shè)備有：反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)三臺主泵，化學(xué)和容積控制系統(tǒng)A列上充泵，安全廠用水和設(shè)備冷卻水系統(tǒng)、輔助給水系統(tǒng)、蒸汽排放系統(tǒng)、反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)等。根據(jù)上述125V電源喪失的后果和響應(yīng)，主要從廠外主電源喪失和部分中壓電源切換到由輔助電源供電、汽輪發(fā)電機(jī)組跳閘、控制棒電源系統(tǒng)和反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)、主泵停運(yùn)、A列廠用設(shè)備停運(yùn)等方面進(jìn)行綜合分析，這些后果涉及到汽輪機(jī)跳閘、控制棒落下和緊急停堆、自然循環(huán)、A/B列設(shè)備切換等關(guān)鍵后果。對于125V直流電源系統(tǒng)，失去125VA列，會導(dǎo)致汽輪發(fā)電機(jī)組跳閘、電網(wǎng)線路斷路器跳閘、控制棒電源系統(tǒng)失電、A列上充泵停運(yùn)、A列設(shè)備冷卻水泵停運(yùn)、主控室通風(fēng)A列風(fēng)機(jī)停運(yùn)等等。汽輪機(jī)跳閘對于二回路運(yùn)行來說是關(guān)鍵后果，意味著二回路運(yùn)行改變，包括冷凝器運(yùn)行、給水供應(yīng)、蒸汽排放。電網(wǎng)線路斷路器跳閘，導(dǎo)致電廠廠外主電源喪失，6.6kV中壓配電盤自動切換到輔助電源，這是對電氣系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵后果?？刂瓢綦娫聪到y(tǒng)失電會導(dǎo)致控制棒落下、即緊急停堆，也是關(guān)鍵后果。而A列上充泵停運(yùn)的影響比較局限在系統(tǒng)級，可以通過切換到投運(yùn)B列上充泵處理。A列設(shè)備冷卻水泵停運(yùn)，意味著A列廠用設(shè)備運(yùn)行受影響，這涉及眾多設(shè)備要切換到B列，影響也較大。對于電源喪失處理來說，總的應(yīng)對方案就需要考慮上述汽輪發(fā)電機(jī)組跳閘、電網(wǎng)線路斷路器跳閘、控制棒電源系統(tǒng)失電、A列設(shè)備冷卻水泵停運(yùn)這些關(guān)鍵后果提出。進(jìn)而，主要從瞬態(tài)事件分類和事故后運(yùn)行操作可行性和復(fù)雜性等方面進(jìn)行后果綜合評價(jià)。瞬態(tài)事件分類方面，電源系統(tǒng)喪失事件一般屬于二類工況，計(jì)算分析結(jié)果應(yīng)滿足二類工況準(zhǔn)則，不應(yīng)導(dǎo)致更高層次事故發(fā)生。事故后運(yùn)行操作可行性方面，首先是執(zhí)行反應(yīng)堆安全功能的系統(tǒng)和設(shè)備的可運(yùn)行性和替補(bǔ)手段，其次是保障這些系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行操作的系統(tǒng)和設(shè)備的可運(yùn)行性，以及有關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備的恢復(fù)和維修要求。如果綜合分析和評價(jià)認(rèn)為電源系統(tǒng)喪失導(dǎo)致了運(yùn)行操作過于繁瑣或復(fù)雜或者安全退防狀態(tài)不穩(wěn)定，則應(yīng)從供電設(shè)計(jì)和用戶系統(tǒng)設(shè)計(jì)上研究改善的可行性。這種設(shè)計(jì)改善可能是系統(tǒng)級的或者是設(shè)備級的。經(jīng)過全面的研究分析，結(jié)合異常運(yùn)行處理方法要求，編纂分析評價(jià)報(bào)告，可以作為依據(jù)用于編制異常處理方法，借此確定響應(yīng)策略和處理方法。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。