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一种多样化直流型停堆断路器系统和方法
申请号	CN202210508922.8	申请日	2022-05-11	公开(公告)号	CN114822883B	公开(公告)日	2024-04-19
申请人	中国核动力研究设计院;			发明人	刘堂胜; 王劲松; 赵阳; 青先国; 孙鸿成; 刘鎏; 谢峰; 张显均; 董化平; 孙启航; 高大朋; 毛翔; 李玉姣; 王明星; 伍科; 王雪梅; 尤恺; 孙琦;
摘要	本发明公开了一种多样化直流型停堆断路器系统和方法，本发明的多样化直流型停堆断路器系统在反应堆棒控系统动力电源直流环节针对两套停堆系统设置了两套彼此具有多样化区别的直流型停堆断路器屏，分别对应不同的控制棒分组。相较于现有在棒控动力电源交流环节设置一套停堆断路器的技术，本发明提高了反应堆的可靠性和安全性。
权利要求	1.一种多样化直流型停堆断路器系统，其特征在于，在停堆执行环节配置了两套采用不同核心部件的停堆断路器屏；两套停堆断路器屏均采用直流型断路器；一套停堆断路器屏中的断路器采用NSX‑400S TM DC；另一套停堆断路器屏中的断路器采用GM5‑630G‑NP/2；每套停堆断路器屏由3台屏组成。 2.根据权利要求1所述的一种多样化直流型停堆断路器系统，其特征在于， 3台屏分别对应停堆系统的三个驱动信号通道，每台屏设置2个直流断路器。 3.根据权利要求2所述的一种多样化直流型停堆断路器系统，其特征在于，所述停堆断路器屏中的6个直流断路器按照并串式三取二的主架构进行组合。 4.根据权利要求3所述的一种多样化直流型停堆断路器系统，其特征在于，所述并串式三取二的主架构具体为：6个直流断路器两两并联构成3个串联节，3个串联节再依次串联连接；且每个串联节中的2个断路器对应的停堆驱动信号来自不同的通道。 5.根据权利要求2所述的一种多样化直流型停堆断路器系统，其特征在于，所述停堆断路器屏中的每个断路器都有独立的驱动。 6.根据权利要求5所述的一种多样化直流型停堆断路器系统，其特征在于，所述驱动包括合闸驱动、分闸驱动和欠压脱扣驱动。 7.如权利要求1‑6任一项所述的一种多样化直流型停堆断路器系统的供电方法，其特征在于，包括：两路直流电源并联输入到所述停堆断路器屏，经所述停堆断路器屏后为棒控设备供电。 8.根据权利要求7所述的供电方法，其特征在于，两套停堆断路器屏的主电路完全独立。
说明书全文	一种多样化直流型停堆断路器系统和方法技术领域 [0001] 本发明属于核安全控制技术领域，具体涉及一种满足多样化停堆需求且采用直流型断路器的多样化直流型停堆断路器系统和方法。背景技术 [0002] 停堆断路器是反应堆总开关，是实现反应堆停堆功能的重要设备。现有已经存在很多相关研究，大多还是在棒控动力电源交流环节设置一套停堆断路器，同时在停堆断路器环节，无多样化措施。 [0003] 然而目前在核安全控制领域，对核反应堆的安全性提出了更高的要求，需将控制棒分为两大组，每组按多样化的原则分别配置不同的停堆断路器，并且基于冗余可靠供电的考虑，停堆断路器需采用直流型的主断路器。 [0004] 故为了提高核反应堆的安全性以及多样化设计要求，亟需设计一套满足多样化停堆需求且采用直流型断路器的停堆系统。发明内容 [0005] 为了满足核反应堆更高的安全性需求，本发明提供了一种核反应堆多样化直流型停堆断路器系统。 [0006] 本发明通过下述技术方案实现： [0007] 一种核反应堆直流型停堆断路器系统，在停堆执行环节配置了两套采用不同核心部件的停堆断路器屏。 [0008] 相较于现有在棒控动力电源交流环境设置一套停堆断路器的技术，本发明在反应堆棒控系统动力电源直流环节设置两套不同的停堆断路器屏(即核心部件不相同)，对应不同的控制棒分组，从而在停堆执行环境贯彻多样化的设计措施，同时避免单一种类器件的缺陷对两套停堆断路器屏都构成潜在不利影响，提高了反应堆的可靠性和安全性。 [0009] 作为优选实施方式，本发明的两套停堆断路器屏均采用直流型断路器。 [0010] 作为优选实施方式，本发明的停堆断路器屏由3台屏组成，3台屏分别对应停堆系统的三个驱动信号通道，每台屏设置2个直流断路器。 [0011] 作为优选实施方式，本发明的停堆断路器屏中的6个直流断路器按照并串式三取二的主架构进行组合。 [0012] 作为优选实施方式，本发明的并串式三取二的主架构具体为：6个直流断路器两两并联构成3个串联节，3个串联节再依次串联连接；且每个串联节中的2个断路器对应的停堆驱动信号来自不同的通道。 [0013] 作为优选实施方式，本发明的停堆断路器屏中的每个断路器都有独立的驱动。 [0014] 作为优选实施方式，本发明的驱动包括合闸驱动、分闸驱动和欠压脱扣驱动。 [0015] 作为优选实施方式，本发明的一套停堆断路器屏中的断路器采用NSX‑400S TM DC；另一套停堆断路器屏中的断路器采用GM5‑630G‑NP/2。 [0016] 第二方面，本发明提出了基于上述核反应堆直流型停堆断路器系统的供电方法，包括：两路直流电源并联输入到所述停堆断路器屏，经所述停堆断路器屏后为棒控设备供电。 [0017] 作为优选实施方式，本发明的两套停堆断路器屏的主电路完全独立，将多样化和安全性落实在彼此独立的两套控制棒驱动机构供电回路中。 [0018] 本发明具有如下的优点和有益效果： [0019] 本发明在反应堆棒控系统动力电源直流环节设置两套不同的直流型停堆断路器，对应不同的控制棒分组，能够满足棒控系统冗余供电的直流通断需求，满足停堆执行多样化的可靠要求。 [0020] 本发明的两套直流型停堆断路器采用多样化设计方式，避免单一类器件的缺陷对两套停堆断路器都构成潜在不利影响，提升了反应堆的安全性。附图说明 [0021] 此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中： [0022] 图1为本发明实施例的系统结构示意图。具体实施方式 [0023] 在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。 [0024] 在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。 [0025] 在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。 [0026] 应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。 [0027] 在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。 [0028] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。 [0029] 实施例 [0030] 本实施例提供了一种核反应堆多样性直流型停堆断路器系统，为了提高棒控供电的可靠性，本实施例的系统采用两路直流电源并联，经直流型停堆断路器后送至棒控设备。为了提高反应堆的安全性，本实施例针对两套停堆系统设置了具有多样性的两套直流停堆断路器屏。 [0031] 两套停堆系统控制棒驱动机构的负荷有较大差别，第一套为低电压、大电流，第二套为大电压、小电流，两套直流型停堆断路器屏满足两套控制棒驱动结构的供电需求。 [0032] 为了避免单一种类器件的缺陷对两套停堆断路器都构成潜在不利影响，保证反应堆的安全性，本实施例的两套直流型停堆断路器屏采用不同的器件，满足了保护系统多样化执行的需求同时，有利于提高反应堆停堆的可靠性。其中一套直流型停堆断路器屏的核心部件采用NSX‑400S TM DC，第二套直流停堆断路器屏的核心部件采用GM5‑630G‑NP/2，通过核心器件的多样化实现停堆执行原理上的多样性，从而在执行环节贯彻保护系统多样化目标。 [0033] 本实施例的每套直流型停堆断路器屏由3台屏组成，3台屏分别对应保护系统的三个通道，每台屏设置2个直流断路器(A/B列两个断路器及驱动线路或a/b列两个断路器及驱动线路)。6个直流断路器按照并串式三取二的主架构进行组合，即6个直流断路器两两并联构成3个串联节，3个串联节再串联在一起，且每个串联节中的两个直流断路器对应的驱动通道不相同，就可以保证3台屏中至少2台屏能够正常工作，则该系统即可正常工作，提高了系统的可靠性。 [0034] 本实施例的一种优选的结构设计方式如图1所示，第一套直流停堆断路器屏由3台屏组成，每台屏设置2套直流断路器，型号为NSX‑400S。6个直流断路器按照并串式三取二的主架构进行组合，由三个串联环节组成。第一个串联环节由1号屏的1A断路器和2号屏的2B断路器组成。第二个串联环节由2号屏的2A断路器和3号屏的3B断路器组成。第三个串联环节由3号屏的3A断路器和1号屏的1B断路器组成。每台断路器都有独立的驱动，包括合闸驱动、分闸驱动、欠压脱扣驱动。 [0035] 第二套直流停堆断路器屏由3台屏组成，每台屏设置2套直流断路器，型号为GM5‑630G。6个直流断路器按照并串式三取二的主架构进行组合，由三个串联环节组成。第一个串联环节由1号屏的1a断路器和2号屏的2b断路器组成。第二个串联环节由2号屏的2a断路器和3号屏的3b断路器组成。第三个串联环节由3号屏的3a断路器和1号屏的1b断路器组成。每台断路器都有独立的驱动，包括合闸驱动、分闸驱动、欠压脱扣驱动。 [0036] 本实施例的停堆断路器系统为棒控设备供电原理为： [0037] 本实施例采用两路直流电源并联(即供电1和供电2，或供电3和供电4)，经直流型停堆断路器屏(第一套直流型停堆断路器屏，或第二套直流型停堆断路器屏)后送至棒控设备，提高棒控供电的可靠性。 [0038] 本实施例以图1所示的第一套直流型停堆断路器屏结构为例对本实施例的“三取二”设计机理进行说明，如果其中一通道出现拒动(即应该断开而不断开)，而其他两通道正常动作(即断开)，例如1号屏(1A/1B)未断开，而2号屏(2A/2B)和3号屏(3A/3B)断开，则仍然能够保证第一套直流型停堆断路器屏整体断开，切断棒控电源；如果其中一通道出现误动(即应该闭合而不闭合)，而其他两通道正常保持(即闭合)，例如1号屏(1A/1B)未闭合，而2号屏(2A/2B)和3号屏(3A/3B)闭合，则仍然能够保证第一套直流型停堆断路器屏整体闭合，使棒控电源保持接通。 [0039] 本实施例提供的停堆断路器屏用于停堆执行环节，实现棒控电源供电和停堆执行的双重功能，采用直流型断路器，满足了棒控冗余电源的配置要求；通过设置两套不同的停堆断路器屏，满足了保护系统多样化执行的需求，有利于提高反应堆停堆的可靠性。 [0040] 以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。