核电站安全级控制系统多样性设计应用研究

发布时间：2020-06-05 12:33

【摘要】：核电站安全级控制系统的作用是在核电站异常工况下触发反应堆紧急停堆，或者驱动专设安全设施以减小事故影响，为核电站的安全提供有力保障。近年来计算机技术发展迅速，数字化控制系统也随之日益成熟起来。目前，我国核电站非安全级控制系统已基本上实现了数字化，安全级控制系统数字化也成为了一个必然的趋势。 数字化系统由于应用微处理器运行软件，所以存在共因故障的风险。共因故障可能会导致核电站安全级控制系统某些安全功能失效，即当核电站参数异常时，不能使反应堆安全紧急停堆或触发相关的安全功能，从而造成安全事故。因此，在进行核电站安全级控制系统设计时，应充分考虑共因故障的风险，对应进行纵深防御和多样性设计。通过多样性设计，可以有效地应对共因故障的影响，保证核电站的安全，满足核电站纵深防御的设计原则。 本文介绍了核电站安全级控制系统的发展和研究现状，对共因故障产生的原因及其应对方法进行了分析，介绍了多样性设计的定义及六种不同类型的多样性，即人因、设计、软件、功能、信号以及设备多样性。结合法规和标准的要求整合出一套多样性设计方案，并对安全级控制系统进行多样性设计，主要是功能多样性和设备多样性的设计，包括安全级保护功能的分配、设备的选型以及多样性驱动系统的设计等。安全级控制系统多样性设计在红沿河核电站进行了应用，结果表明，该设计发挥了应有的作用，很好地防御了共因故障的影响，保障核电站的安全。
【图文】：

是日益严重的环境污染问题。虽然这些年国家一直倡导环保，并且加大保护环境的力度并且取得了不错的效果，然而并不能从根本上解决问题。因此，人们的目光逐渐转移到了新能源的开发利用上。核能以其独特的优势越来越受到人们的关注。最好的利用核能的方式之一就是用来发电[1]。和传统的火电相比，核能发电不需要氧气，也不排放二氧化硫、二氧化碳等有害气体，对环境更有利。和水电相比，核电站的建设比较简单，而且一般都在远离居民的沿海地区，基本不会影响到居民的生活。不难看出，核能以其独特的清洁、经济、可靠的特性，在发电领域将占有更重要的地位。发展核电是中国能源结构调整长远目标，同时也是缓解常规能源供应压力和实现节能减排目标的必然选择。在当前中国经济加速转型的大背景下，常规能源无法调节电力供应紧张和节能减排压力的矛盾。而风电、太阳能等新能源，，因受地理环境、气候条件、架设线路影响很大，难以发挥主要作用，在将来国家经济发展进程中只能起到补充和调节效果。另外，中国的水资源并不十分丰富，水力发电的发展空间越来越小。不难看出选择核能发电，有利于中国能源的可持续发展[2]。我国与世界能源结构对比如图 1-1 所示。

图 1-2 核电站原理图核电站的可靠性和安全性十分重要,因为它用核裂变物质作为燃料，这也电的特殊性所在。核燃料在裂变过程中和裂变产物的衰变过程中都会释放性物质，必须加以严格的控制。一些核电事故的发生，包括切尔诺贝利、，以及 2011 年刚发生的福岛核事故，都对人们的生活造成了严重的影响尔诺贝利事故中还造成了人员伤亡。我们必须清醒的意识到安全对于核电性，安全是在一切利益之上的。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM623.8

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本文编号：2698060