核燃料后处理厂应急停车方法、系统以及核燃料后处理厂与流程

本发明具体涉及一种核燃料后处理厂应急停车方法、系统以及核燃料后处理厂。

背景技术：

1、目前，随着核电项目的快速发展，核燃料后处理技术也成为了必须快速发展的一项重要技术，防止核动力厂(核电厂)发生事故和减轻事故后果的主要手段是应用纵深防御概念，故核电厂具有完备且成熟的事故应急停车策略。然而核燃料后处理技术还处于起步阶段，在建或规划建设的后处理厂均未形成标准化的事故应急停车策略。

2、核电厂的核心设备是核反应堆，其主要关注反应堆的稳定运行及发电机组、冷却系统等设备的安全可靠运行。核电厂的固有安全性较高，其安全控制系统多为被动系统，即在发生异常情况时自动启动的系统，包括反应堆保护系统、紧急停堆系统、冷却系统等。厂房布置主要围绕着核岛进行设置，主要包括核岛、蒸汽发生器厂房、涡轮机房、辅助机房、废物处理厂房等，厂房布置较为集中。

3、然而，后处理厂主要负责核废料后处理和处置，其事故安全功能主要集中在防止放射性物质的泄露和扩散。主要处理高放废料等较危险的物质，安全控制系统一般采用主动系统，即通过实时监测和人工操作来确保安全，安全功能控制设备较少，以监测报警系统居多。后处理厂的各子项厂房设置较为独立。

4、后处理厂与核电厂安全功能、安全设备类型、安全控制系统及厂房布置均存在上述的较大差异，可见核电厂的停车策略并不适用于后处理厂。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种核燃料后处理厂应急停车方法，该方法思路清晰合理，便于执行，针对后处理厂专门设置，能够及时停车，有效防止事故后果严重化。本发明还提供一种核燃料后处理厂应急停车系统以及核燃料后处理厂。

2、一种核燃料后处理厂应急停车方法，包括以下步骤：

3、获取设备的监测数据；

4、根据所述监测数据判断是否进入事故状态：

5、若判定为进入事故状态，再判断当前运行的冗余安全级设备序列与安全级系统当前的操作单元序列是否一致，并在冗余安全级设备序列与当前操作单元序列不一致时，将运行的冗余安全级设备序列切换至与当前操作单元序列一致；

6、以安全级系统控制核燃料后处理厂停车。

7、进一步地，若判定为不进入事故状态，则以非安全级系统监控设备运行。

8、进一步地，所述以安全级系统控制核燃料后处理厂停车，具体包括：通过安全级系统的第一操作单元操作第一冗余安全级设备或安全级系统的第二操作单元操作第二冗余安全级设备实现停车操作；

9、所述判断当前运行的冗余安全级设备序列与安全级系统当前的操作单元序列是否一致，并在冗余安全级设备序列与当前操作单元序列不一致时，将运行的冗余安全级设备序列切换至与当前操作单元序列一致，具体包括：

10、若当前操作单元为第一操作单元，判断当前运行的冗余安全级设备是否为第一冗余安全级设备，并在当前运行的冗余安全级设备不是第一冗余安全级设备时，将运行的冗余安全级设备切换至第一冗余安全级设备；

11、若当前操作单元为第二操作单元，判断当前运行的冗余安全级设备是否为第二冗余安全级设备，并在当前运行的冗余安全级设备不是第二冗余安全级设备时，将运行的冗余安全级设备切换至第二冗余安全级设备。

12、进一步地，所述通过安全级系统的第一操作单元操作第一冗余安全级设备或安全级系统的第二操作单元操作第二冗余安全级设备实现停车操作，具体包括：判断第一操作单元是否有效：

13、当判定第一操作单元有效时，通过第一操作单元屏蔽非安全级系统到安全级系统的控制信号，以避免非安全级系统控制设备动作，并通过第一操作单元实现停车操作；

14、当判定第一操作单元无效时，通过第二操作单元屏蔽非安全级系统到安全级系统的控制信号以及第一操作单元，以避免第一操作单元和非安全级系统控制设备动作，并通过第二操作单元实现停车操作。

15、进一步地，当判定为不进入事故状态时，第一操作单元和第二操作单元处于禁用状态；判定为进入事故状态时，第一操作单元和第二操作单元处于启用状态。

16、进一步地，所述根据监测数据判断是否进入事故状态，具体包括：

17、根据监测数据判断是否发生异常：

18、若监测数据未发生异常，则判定为不进入事故状态；

19、若监测数据发生异常，再进一步判断安全功能信号是否被触发：

20、若未触发，则执行修复操作后，判定为不进入事故状态；

21、若已触发，则判定为进入事故状态。

22、进一步地，所述获取设备的监测数据包括：采用两套监测仪表同时获取设备的监测数据，所述根据监测数据判断是否发生异常，具体包括：

23、根据两套监测仪表获取的监测数据判断是否存在仪表故障，

24、并在发生仪表故障时和/或在任一套监测仪表的监测数据不符合第一设定条件时，判定发生异常。

25、进一步地，所述采用两套监测仪表同时获取设备的所述监测数据为第一监测数据，两套监测仪表属于第一监测单元，还采用第二监测单元获取设备的第二监测数据；所述根据监测数据判断是否发生异常，还包括：

26、在第二监测数据不符合第二设定条件时，则判定发生异常。

27、本发明还提供一种核燃料后处理厂应急停车系统，包括：监测单元，用于获取设备的监测数据；第一判断单元，与监测单元电连接，用于根据监测数据判断是否进入事故状态；第二判断单元，与第一判断单元电连接，在第一判断单元判定为进入事故状态时，用于判断当前运行的冗余安全级设备序列与安全级系统当前的操作单元序列是否一致，并在冗余安全级设备序列与当前操作单元序列不一致时，将运行的冗余安全级设备序列切换至与当前操作单元序列一致；安全级系统，用于控制核燃料后处理厂停车。

28、进一步地，核燃料后处理厂应急停车系统还包括非安全级系统，所述非安全级系统与第一判断单元电连接，在第一判断单元判定为不进入事故状态时，用于监控设备运行。

29、进一步地，所述安全级系统的操作单元包括第一操作单元和第二操作单元，第一操作单元和第二操作单元分离设置在不同位置；当监测单元判定为不进入事故状态时，第一操作单元和第二操作单元处于禁用状态；监测单元判定为进入事故状态时，第一操作单元和第二操作单元处于启用状态；所述第一操作单元用于在进入事故状态时屏蔽非安全级系统到安全级系统的控制信号，以避免非安全级系统控制设备动作，并实现停车操作；所述第二操作单元用于在第一操作单元失效时，屏蔽非安全级系统到安全级系统的控制信号以及第一操作单元，以避免第一操作单元和非安全级系统控制设备动作，并实现停车操作。

30、进一步地，所述非安全级系统和安全级系统均包括控制单元，所述非安全级系统的控制单元为非安全级控制单元，安全级系统的控制单元包括第一控制单元和第二控制单元，所述设备包括非安全级设备、非冗余安全级设备、第一冗余安全级设备和第二冗余安全级设备，所述非冗余安全级设备在失去动力源时自动置于停车状态；所述第一控制单元为非冗余安全级设备和第一冗余安全级设备提供动力源和控制指令；所述第二控制单元为第二冗余安全级设备提供动力源和控制指令；所述非安全级系统用于通过非安全级控制单元监控非安全级设备运行，以及通过第一控制单元监控第一冗余安全级设备和非冗余安全级设备运行/通过第二控制单元监控第二冗余安全级设备运行，所述安全级系统用于通过第一控制单元及第二控制单元监控第一冗余安全级设备和第二冗余安全级设备，以使第一冗余安全级设备和第二冗余安全级设备在同一时间内，有且仅有一者处于运行状态。

31、本发明还提供一种核燃料后处理厂，包括设备区、可居留区以及上述的核燃料后处理厂应急停车系统，所述可居留区包括厂内可居留区和厂外可居留区，所述核燃料后处理厂应急停车系统设置在厂内可居留区内，用于对设备区的设备进行监测和控制，所述厂外可居留区与厂内可居留区通信连接，用于收集核燃料后处理厂应急停车系统的信号以及为厂内可居留区提供技术支持。

32、本发明提供了一种专门用于核燃料后处理厂的应急停车方法，在核燃料后处理厂运行控制技术领域中，针对核燃料后处理厂事故工况专门设置。采用非安全级(nc)系统和安全级(rs)系统进行全厂工艺和辅助系统设备监测和控制，具体地，在正常状态下，以非安全级系统监控设备运行，而在进入事故状态时，由于非安全级(nc)系统此时已不可信或不可用，因此以安全级系统实现核燃料后处理厂停车，解决事故工况下非安全级系统失效带来的不可控情况，避免事故导致的人员危害、环境危害、经济损失等，提升后处理厂运行的安全性和经济性。

33、而由于后处理厂各子项执行的为缓慢的化学反应，其核心的安全功能为包容放射性物质，主要体现在需要保证子项设施内各区域间的负压梯度，属于“动态密封”，因此在切换系统操作时，本发明的方法还要先判断当前运行的冗余安全级设备序列与安全级系统当前的操作单元序列是否一致，并在冗余安全级设备序列与当前操作单元序列不一致时，将运行的冗余安全级设备序列切换至与当前操作单元序列一致，之后再以安全级系统控制核燃料后处理厂停车，从而避免负压梯度错乱，造成放射性物质泄漏，由于存在这一判断操作过程，因此即便是后处理厂也能够采用系统切换的方式进行事故应急停车，确保针对后处理厂的适用性。