一種核電廠超溫超功率回路保護(hù)通道定期試驗(yàn)驗(yàn)證準(zhǔn)則的整定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于核電站安全檢查技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種核電站超溫超功率回路保護(hù) 通道定期試驗(yàn)驗(yàn)證準(zhǔn)則的整定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 儀表控制系統(tǒng)是核電站的神經(jīng)系統(tǒng)，它直接關(guān)系到核電站安全、可靠和穩(wěn)定的運(yùn) 行，KRG系統(tǒng)是集中控制模擬量系統(tǒng)，是核電站儀表控制系統(tǒng)的關(guān)鍵系統(tǒng)，它的功能定義了 從現(xiàn)場傳感器輸出，到反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)（WR系統(tǒng)）的輸入信號(hào)，信號(hào)在KRG系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行處 理（包括開方、線性化、濾波、微分、超前-滯后等等）之后，執(zhí)行闊值比較，當(dāng)信號(hào)超過設(shè)定 的限值后，就會(huì)觸發(fā)保護(hù)信號(hào)并發(fā)送到WR系統(tǒng)執(zhí)行保護(hù)邏輯。
[0003] 在核電廠運(yùn)行期間，要保證WR系統(tǒng)的可用性W及有效性，并根據(jù)安全法規(guī)和國 家標(biāo)準(zhǔn)的要求，必須有有效的手段在核電站運(yùn)行期間可W對(duì)KRG系統(tǒng)的各個(gè)保護(hù)通道進(jìn)行 定期的驗(yàn)證，W確?？蒞及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部潛在的故障，因此核電站有一套?？诘?保護(hù)系統(tǒng)定期試驗(yàn)裝置。
[0004] 對(duì)于核電廠保護(hù)系統(tǒng)定期試驗(yàn)裝置項(xiàng)目，超溫超功率保護(hù)回路是保護(hù)系統(tǒng)中最為 復(fù)雜的回路，其涉及到冷管段溫度、熱管段溫度、主泉轉(zhuǎn)速、穩(wěn)壓器壓力、中子通量等五個(gè)狀 態(tài)參數(shù)W及多個(gè)動(dòng)態(tài)模塊的計(jì)算。因此，其相應(yīng)的定期試驗(yàn)的時(shí)間和電壓驗(yàn)證準(zhǔn)則整定算 法也是最為復(fù)雜的，其定期試驗(yàn)基本原理為；向保護(hù)系統(tǒng)注入模擬事故工況信號(hào)，當(dāng)注入的 信號(hào)變化到闊值模塊的設(shè)定值后，就會(huì)觸發(fā)闊值模塊動(dòng)作，而此時(shí)，采集動(dòng)作信號(hào)，如果動(dòng) 作電壓和時(shí)間都在試驗(yàn)準(zhǔn)則（Vm。、和Vmi。，Tm。、和TmJ的范圍內(nèi)，則試驗(yàn)成功，表示該保護(hù)通 道工作正常。而如果得到的電壓和時(shí)間落在準(zhǔn)則范圍外，則試驗(yàn)失敗，維護(hù)人員需要檢查整 個(gè)保護(hù)通道的板件來確定問題所在，進(jìn)而調(diào)整或更換故障板件直到試驗(yàn)可W順利通過。
[0005]當(dāng)采集冷熱管段溫度的探頭壽命到期或電廠大修被更換后，其屬性的微小改變都 會(huì)使整個(gè)超溫超功率保護(hù)回路的特性發(fā)生變化，進(jìn)而需要操作員手動(dòng)調(diào)整實(shí)現(xiàn)冷熱管段的 平均溫度和溫度偏差的兩個(gè)板件的參數(shù)。當(dāng)設(shè)備參數(shù)有變化的時(shí)候，需要重新整定試驗(yàn)準(zhǔn) 貝IJ，即重新確定Vm。、、Vmm、Tm。、和Tmi。的值。
[0006]目前保護(hù)通道定期試驗(yàn)驗(yàn)證準(zhǔn)則的整定方法只能應(yīng)用于簡單通道的保護(hù)邏輯，而 不適用于超溫超功率送樣復(fù)雜的回路計(jì)算。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 保護(hù)通道的超溫超功率回路是保護(hù)系統(tǒng)中最為復(fù)雜的回路，其功能為一回路的H 個(gè)環(huán)路的冷熱管段溫差超過設(shè)定限值后，將觸發(fā)停堆保護(hù)信號(hào)，該保護(hù)通道主要涉及到冷 管段溫度、熱管段溫度、主泉轉(zhuǎn)速、穩(wěn)壓器壓力、中子通量五個(gè)狀態(tài)參數(shù)的處理和計(jì)算，當(dāng)現(xiàn) 場板卡的屬性發(fā)生改變后，例如：當(dāng)現(xiàn)場冷熱管段溫度轉(zhuǎn)換板卡CT更換或轉(zhuǎn)換曲線調(diào)整， 也就是說對(duì)于相同溫度轉(zhuǎn)換后的電壓是不同的，進(jìn)而冷\熱管段的平均溫度和溫度偏差的 兩個(gè)模塊的參數(shù)也需要隨之進(jìn)行調(diào)整，因此，當(dāng)保護(hù)通道的參數(shù)發(fā)生改變后，其闊值觸發(fā)模 塊的時(shí)間和電壓驗(yàn)證準(zhǔn)則（Vm。、和VmwTm。、和TmJ需要重新進(jìn)行計(jì)算。
[0008] 本發(fā)明所述的超溫超功率回路的定期試驗(yàn)是將該保護(hù)功能分為超溫，超功率W及 平均溫度H個(gè)功能來分別進(jìn)行驗(yàn)證，而在超溫超功率的H個(gè)功能驗(yàn)證中又分別模擬了四種 不同的事故工況進(jìn)行驗(yàn)證，送四種事故工況分別為冷熱管段溫度升高和穩(wěn)壓器壓力升高， 中子通量升高，主泉轉(zhuǎn)速降低W及冷熱管段溫度升高和中子通量降低。每一種工況分別注 入不同的試驗(yàn)信號(hào)，每組信號(hào)代表著不同的事故瞬態(tài)。因此，每種工況都有著不同時(shí)間和電 壓動(dòng)作準(zhǔn)則。
[0009] 本發(fā)明提供一種定期試驗(yàn)驗(yàn)證準(zhǔn)則整定算法，可W解決超溫超功率送樣復(fù)雜回路 定期試驗(yàn)的時(shí)間和電壓驗(yàn)證準(zhǔn)則的計(jì)算。
[0010] 本發(fā)明提供的定期試驗(yàn)驗(yàn)證準(zhǔn)則整定的主要原理為將輸入信號(hào)進(jìn)行拉普拉斯變 換后，在S域下，根據(jù)信號(hào)傳輸路徑進(jìn)行逐步地計(jì)算，得出闊值模塊輸入電壓的S域函數(shù)，再 進(jìn)行拉普拉斯反變換，得到輸入電壓與時(shí)間t的對(duì)應(yīng)關(guān)系，最后帶入闊值模塊設(shè)定的電壓 動(dòng)作值，就可W解出動(dòng)作在送一瞬態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，為了使得超溫超功率試驗(yàn)裝置能更加合 理的模擬事故工況，再將整個(gè)保護(hù)通道的系統(tǒng)偏差帶入，W此計(jì)算出試驗(yàn)項(xiàng)的時(shí)間準(zhǔn)則范 圍Tmgx和Tmi。W及電壓準(zhǔn)則范圍Vm。、和Vmm。
[0011] 本發(fā)明通過詳細(xì)介紹冷熱管段溫度升高和穩(wěn)壓器壓力升高的事故工況下試驗(yàn)電 壓準(zhǔn)則和時(shí)間準(zhǔn)則的整定方法，其它H種事故工況中子通量升高，主泉轉(zhuǎn)速降低W及冷熱 管段溫度升高和中子通量降低的試驗(yàn)驗(yàn)證準(zhǔn)則的推導(dǎo)方法也與上述方法一致，只是初始端 的注入信號(hào)不同，因此，簡化了定期試驗(yàn)驗(yàn)證準(zhǔn)則的整定方法，提高了試驗(yàn)驗(yàn)證準(zhǔn)則的推導(dǎo) 效率。
[0012] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種核電廠超溫超功率回路保護(hù)通 道定期試驗(yàn)驗(yàn)證準(zhǔn)則的整定方法，將模擬事故工況的信號(hào)，通過計(jì)算得到一個(gè)輸入電壓V 隨時(shí)間t變化的函數(shù)，當(dāng)所述輸入電壓V為闊值電壓V。時(shí)，將觸發(fā)所述事故工況，再根據(jù)整 個(gè)保護(hù)通道的系統(tǒng)偏差，得到觸發(fā)所述事故工況動(dòng)作的驗(yàn)證準(zhǔn)則，所述模擬事故工況的信 號(hào)為輸入電壓在時(shí)間域t上的函數(shù)；所述的驗(yàn)證準(zhǔn)則為時(shí)間驗(yàn)證準(zhǔn)則；Tmgy、Tmi。和電壓驗(yàn)證 準(zhǔn)則：Vmax, Vmi。。
[0013] 其中，所述的模擬事故工況的信號(hào)為：
[0014] 冷管段溫度在時(shí)間域的函數(shù)Vc = 0. 111429t+2. 565714，
[0015] 熱管段溫度在時(shí)間域的函數(shù)Vh= 0. 〇37143t+3. 605714，
[0016] 穩(wěn)壓器壓力在時(shí)間域的函數(shù)Vp= 0. 228571t+3. 514286，
[0017] 主泉轉(zhuǎn)速在時(shí)間域的函數(shù)為常數(shù)4. 3，
[0018] 中子通量在時(shí)間域的函數(shù)Vn為常數(shù)1 ;
[0019] 所述輸入電壓V隨時(shí)間t變化的函數(shù)為： 10.10381 5 -ai6.700889 - /? *i.672-a* 0.2484iI-a* 2.401308 *e'
[0020] , + y * 8.6 n 582 * "' + (I * 0.074286 * (' + e I -1) - C * 1.04 -二 ;
[0021] 所述計(jì)算過程為：
[0022] (1)首先，所述冷管段溫度在時(shí)間域的函數(shù)Vc = 0. 111429t+2. 565714經(jīng)過一階慣 性環(huán)節(jié)415FI的濾波：
[0023] (1. 1)由于所述一階慣性環(huán)節(jié)415FI的濾波對(duì)定值無影響，因此假設(shè)冷管段注入 信號(hào)的初始值為0,即不考慮2. 565714,將V。= 0. 111429t+2. 565714經(jīng)過拉氏變換后，得 到

[0024] (1. 2)所述一階慣性環(huán)節(jié)415FI的傳導(dǎo)函數(shù)
[00巧]輸入信號(hào)為經(jīng)過拉式變換的冷管段注入信號(hào)
[0026] 由一階慣性環(huán)節(jié)415FI的輸出信號(hào)Xi:Xi = Vc*G415fi，
[0027] 得到：
，然后經(jīng)過拉式反變換，并將所述初 始值 2. 565714 帶入方程，得到；Xi = 0. 111429(t+e t-1)巧.565714 ;
[0028] (2)然后，所述熱管段溫度在時(shí)間域的函數(shù)Vh= 0. 〇37143t+3. 605714經(jīng)過一階慣 性環(huán)節(jié)416FI的濾波：
[0029] (2. 1)由于所述一階慣性環(huán)節(jié)416FI對(duì)定值無影響，因此假設(shè)熱管段注入信號(hào) 的初始值為〇，即不考慮3.605714，將￥4 = 〇.〇37143*+3.605714經(jīng)過拉氏變換后，得到：

[0030] (2. 2)所述一階慣性環(huán)節(jié)416FI的傳導(dǎo)函數(shù)
[0031] 輸入信號(hào)為經(jīng)過拉式變換的熱管段注入信號(hào)
[00礎(chǔ)由一階慣性環(huán)節(jié)416FI的輸出信號(hào)X2:X2 =Vh*G4i6Fi，
[0033] 得到：
，然后經(jīng)過拉式反變換，并將所述初 始值 3. 605714 帶入方程，得到；乂2 = 0. 037143 (t+e t-1) +3. 605714 ;
[0034] (3)再將經(jīng)過所述一階慣性環(huán)節(jié)415FI和所述一階慣性環(huán)節(jié)416FI濾波后的所述 冷管段溫度在時(shí)間域的函數(shù)和所述熱管段溫度在時(shí)間域的函數(shù)帶入平均溫度402Z0的傳 導(dǎo)公式；Gw2z。= a*狂i+X2)+b，并經(jīng)過計(jì)算，得到平均溫度
[003引 V402Z0=a*0.148572*(t + et-l)+a*6.171428 + b,其中， 0. 57《a《0. 59、-0. 517《b《-0. 465;
[0036] (4)由404MT超前滯后校正得到溫度響應(yīng)處理后的平均溫度函數(shù)，
[0037] (4. 1)所述的404MT超前滯后的傳導(dǎo)函數(shù)（
，其中為超前 參數(shù)，取值為30, Tz為滯后參數(shù)，取值為4,因此得到；
[0038] (4.。由于所述超前滯后環(huán)節(jié)404MT對(duì)定值無影響，因此假設(shè)平均溫 度初始值為0,即不考慮-a*0. 14857化a*6. 171428+b，經(jīng)過拉氏變換后，得到
[0039] (4. 3)由于所述超前滯后環(huán)節(jié)404MT的輸入為：
[0040]V霍0=a*0. 148572*(t+eM)+a*6. 171428+b，
[0041] 傳導(dǎo)函數(shù)為：
，因此可得出所述