[发明专利]防止压水核反应堆紧急停堆装置失灵的保护方法

说明书

本发明涉及压水核反应堆的安全措施，特别是在由于一个事故，首先使所测的核锅炉参数，达到了应当发出紧急停堆指令的数值，其次所述指令并没有被执行的情况下，保护反应堆的方法。所述事故，特别是指蒸汽发生器供水减少。

我们先回顾一下已有技术的反应堆及其安全措施。

核锅炉一般包括一个压水堆，一个或数个蒸汽发生器，及一个或数个一次水循环泵。每一个蒸汽发生器与一个或数个泵，以及相互连接的管路构成一次回路。

一个被称为“压水器”的封闭室间与一个一次回路相连，并在通常的操作中，用来使一次回路保持基本上恒定的压强，特别是在负载瞬变时。通常打开阀门放掉蒸汽、或喷入水，或通过一个置于压水器内底部的电热元件，来加热压水器的液体部分，以保持一次回路的压强，根据核锅炉的运转情况、可用这些方法来降低或升高压强。

将水送入蒸汽发生器的第二部分，使其通过与一次回路中的水进行热交换变成蒸汽。这些蒸汽驱动一个与一个发电相联的汽轮机，由此向电网供电。

在由于某种原因使供水损失的事件中。保护系统发出一个反应堆紧急停堆指令。该指令包括切断固定控制棒组装置的供电。这样这些控制棒与在通常运转下，完全抽出的所谓“制动棒”组一起完全进入到堆芯中去。

尽管不太可能，但仍必须考虑，在不正常运行的瞬变状态，反应堆紧急停堆指令已经发出，但未执行的可能性。这种情况在本领域中 称为“瞬变过程中紧急停堆失灵”。在蒸汽发生器入口供水流量损失的情况下，必须发出紧急停堆指令。但是如果在这种情况下，尽管已经发出指令，但紧急停堆并未实现，这时一次回路，就不能正常地冷却。在此情况下，一次回路的温度，以及随之的压强都会较大地提高。压强不仅会超过安全阀的额定压强，而且甚至在安全阀完全打开时，也会超过一次回路的测试压强。于是存在一次回路破裂的主要危险，即三个封闭层的一个破损的危险，其中第一层是在其中含有燃料的封套，第二层是一次回路，第三层是反应堆封闭外壳。

许多已知的方法，可避免一次回路破损的可能性。

根据法国专利申请2349922，在供水泵停机的情况下，辅助装置发出指令，将控制棒的某几组插入，由此减小反应堆的功率，而不必发出紧急停堆指令，从而保留在供水泵重新开动后，尽快提高反应堆功率的可能性。

根据欧洲专利0185455，独立于防护系统的装置，在供水流速小于一个予定阈值时，发出一个补充的指令。其结果是，如果出于某种原因紧急停堆指令没有发出堆话，独立装置发出插入控制棒的指令，从而限制中子产生率，以避免在一次回路中超压强。

在法国专利申请中，所述方法是在事故发生时减小反应堆功率，从而避免了可能超压的缺陷，并能迅速地恢复到正常的功率水平。

在欧洲专利申请0185455中，所述方法假定已满足紧急停堆条件，但紧急停堆指令并未由防护装置发出。但该申请並没有提到，紧急停堆指令确实已由所述装置发出，而指令没有起作用的情况。

为了防止超压强，还曾建议增大安在一次回路上阀门的排放容量，或增加应急供水的容量。

通过关闭气轮机，部分关闭蒸汽旁路管道，及关闭蒸汽发生器清水阀，也可减慢蒸汽发生器的干涸。

这些已知的方法，较大地增加了锅炉结构的额外费用。

除供水损失之外，其他事故也需要紧急停堆，且如果相应的紧急停堆指令没有发出，或没有执行，也会变得很危险。因此这种供水损失或这些其它的事故，构成了危险性事故。

本发明的目的，就是在上述危险性事故发生时，保持封闭层的完好性，同时避免安全管路，特别是安全阀和用于蒸汽发生器的应急供水系统的过度超大尺寸。

为此，本发明提供一种保护压水核反应堆，以防止其紧急停堆装置失灵的方法，被保护的反应堆包括：

在其中发生核反应的堆芯;

适于插入所述堆芯的控制棒和/或制动棒;

响应一个紧急停堆指令，通过使所述棒插入所述堆芯以停止所述核反应的紧急停堆装置;

一个通过由至少一个一次水泵，在一定压强下驱动的一次水，来冷却所述堆芯的一次冷却回路;

所述方法包括下列步骤：

检测可能的危险性事故，它开始还使反应堆一次冷却回路完好无损，但存在着危险，经过一段时间引起所述回路中的温度和压强升高到危险值以后可能会损坏它;

当检测到这种事故时，发出紧急停堆指令;

所述方法的特征在于，在发出紧急停堆指令以后，还包括以下步骤：

监测所述紧急停堆信号执行情况，並在所述指令未被执行时，发出一个紧急停堆失灵信号;