WANO對核電站執行效能的評價指標

2021-08-17 19:21:57 字數 4204 閱讀 6670

核動力裝置熱力分析大作業(一)

院(系)名稱:動力與能源工程學院

專業名稱:動力工程

學生姓名:幹依燃

學生學號:s314037015

哈爾濱工程大學

2014 年 9 月

wano(world association of nuclear operators)世界核電運營者協會,意在通過wano成員利用其制定國際上通用的效能指標,進行統一管理和協調,有利於加強核電技術、經驗和事故情報的交流,從而不斷提高世界核電站的安全可靠性。

wano組織至今已成功運作十多年,為核電站的安全可靠執行作出了很大的貢獻。根據wano指標的實際應用情況和積累的經驗反饋,wano組織決定更新最初制定的指標體系,從而進一步地提高核電站的安全可靠性。

wano 對核電站執行效能的評價指標詳細介紹如下:

一、機組能力因子

機組能力因子是:某段時間內可發電量佔參考發電量之比率,以百分比表示,用於監視電站獲得高發電可靠性的進展。此指標可以反映出電站追求最大發電能力的各種程式以及實踐的有效性,並可顯示出電站中執行和維修的整體成效。

為了計算機組能力因子需要採集參考發電量、計畫性電能損失、非計畫性發電損失的資料,對某一時期內的機組能力因子(ucf)按下式來計算:

ucf(機組值)=

reg—該段時期內的參考發電量

pel—該段時期內的計畫性電能損失總和

uel— 該段時期內的非計畫性電能損失總和

計畫性發電損失總和pel = ∑(ppl×hrp)

ppl是由於計畫性事件而減少的發電功率,稱為計畫性功率損失,以mwe表示。hrp是由於計畫性事件而降負荷執行(或停機)的時數。計畫性發電損失的總和是由該期間內所有計畫性事件造成的電能損失的總和。

非計畫性發電損失總和uel = ∑(upl×hru)

upl為非計畫性事件而減少的發電功率,稱為非計畫性功率損失。hru是由於非計畫性事件而降負荷執行(或停機)的時數。

計算過程中有一些注意事項。下面舉例說明:參考發電量是由機組的參考發電功率乘以該時期內的時數而得到的。

機組的參考發電功率是該機組在基準環境條件下的最大發電量,機組的參考發電功率可以通過試驗獲得,也可以把設計值修正到基準環境條件來獲得。如果沒有影響到發電功率的設計變更,則某一機組的參考發電功率應該是固定不變的。基準環境條件是該機組環境條件的年平均條件(或典型條件)。

通常以熱井溫度的歷史資料來決定基準環境條件。基準環境條件適用於機組的一生,不需要定期審查基準環境條件。在停機過程中或者在電站啟動過程中發生的涉及電能損失事件,必須用參考功率作為功率損失的計算基準。

二、非計畫能力損失因子

非計畫能力損失因子是指在某段期間內的非計畫性發電損失佔參考發電量的比率,以百分比來表示。非計畫性發電損失產生的原因,包括電廠可控制的非計畫性停機、停機延長、或降負荷。非計畫性的含義是指沒有在四星期以前預先安排好。。

本指標可以反映出電站在維護系統可用以保證安全發電方面的程式和工作的有效性。

需要的資料有,非計畫性電能損失,以mwe-hr為單位;參考發電量,以mwe-hr為單位。

非計畫能力損失因子ucl=

reg—該段時期內的參考發電量

uel—該段時期內的非計畫性電能損失總和

非計畫性發電損失總和uel = ∑(upl×hru)

upl為非計畫性事件而減少的發電功率,稱為非計畫性功率損失,以mwe表示。hru是由於非計畫性事件而降負荷執行(或停機)的時數。

參考發電量是由機組的參考發電功率乘以該時期內的時數而得到的。

機組的參考發電功率是該機組在基準環境條件下的最大發電量,機組的參考發電功率可以通過試驗獲得,也可以把設計值修正到基準環境條件來獲得。如果沒有影響到發電功率的設計變更,則某一機組的參考發電功率應該是固定不變的。

基準環境條件是該機組環境條件的年平均條件(或典型條件)。通常以熱井溫度的歷史資料來決定基準環境條件。基準環境條件適用於機組的一生,不需要定期審查基準環境條件。

三、強迫損失率

,以百分比表示。

強迫損失率指標用來監督業界減少在反應堆執行期間(不包括計畫停機或者計畫停機後的非計畫延期)因非計畫性裝置故障、人因或者其它情況所造成的停堆或降功率執行的時間方面的進展。本指標可以反映出電站在維護系統可用以保證安全發電方面的程式和工作的有效性。

非計畫電能損失包括非計畫強迫電能損失(不是由停機延期造成的非計畫電能損失)以及計畫性停機後非計畫停機延期造成的電能損失兩部分。

非計畫強迫電能損失:在電廠所能控制的情況下發生的非計畫性停機或降負荷執行造成的發電量損失。非計畫性指不是在四周前預先計畫或安排好的。

計畫性停機後非計畫停機延期電能損失:計畫停機後,由於不能完成原先安排的任務或者為了完成在原先制訂的啟動時間前四周內制訂的新任務,致使機組不能在原先制訂的啟動時間按時啟動,由此造成的發電量損失就是計畫性停機後非計畫停機延期電能損失。

強迫損失率=

fel—非計畫強迫電能損失

reg—參考發電量

pel—計畫性電能損失

oel—計畫停機後非計畫停堆延期電能損失

行業值—機組值的中值

四、7000小時反應堆臨界時非計畫自動緊急停堆數

本指標可以監視電站在減少反應堆非計畫自動停堆次數方面的表現,也可以用來衡量電站通過減少需要自動停堆的非計畫性熱流或反應性瞬態來提高電站安全的成效,同時也能反映出電站執行狀況或者維修是否良好。

考慮機組的臨界時數是為了有效顯示機組在運**況下降低自動停堆的努力。將單個機組的自動停堆次數歸一化到7000臨界小時是為了機組之間有乙個比較的標準。

操縱員為了保護裝置或減輕瞬態後果而手動停堆或者某些手動停機引起的連鎖自動停堆不列入指標的計算,因為操縱員為了保護裝置而採取的措施不應該被指責。

在某一段期間內機組值=

行業值—所有機組值的中值

因為這些計算都是在7000小時臨界時間內發生的自動停堆數,所以結果不需要取整。大部分機組在較短時間內發生自動停堆的次數很少,所以採用3年值來進行機組之間的比較顯得更有意義。只有一年的臨界時數在1000小時以上的機組才會列入行業指標的計算範圍。

五、安全系統效能

安全可靠性指標用來監視重要的安全系統在發生異常事件或者事故時能否實施其功能。本指標也用來監視處理安全系統裝置不可用情況的執行和維修的有效性。安全系統效能指標提供了一種簡單的計算方法,其結果跟利用更精確的系統模式化的技術(如故障樹分析法)得出的結論相當。

較低的指標值表示在安全上有較大的裕度以防止反應堆堆芯損壞,並且在發生事件時因安全系統故障而延長停堆的機會也較小。但是,我們不是要得到乙個長期都接近於零的指標值,而是要乙個較低的值,以符合安全分析所要求的系統可靠性以及可用率。

pwr機組的安全系統效能指標包含三個系統:高壓安注系統、輔助給水系統、應急交流電系統。選用這些系統的原因是它們對於防止反應堆堆芯損壞以及縮短停堆的時間是至關重要的。

我們不去監視所有的安全系統。核電界公認的很重要的系統都已經包含在本指標中了。這些系統包括在失水事件後能維持堆芯冷卻的系統、停堆或失去主給水事件中能帶出餘熱的系統、失去廠外電時提**急電源的應急交流電系統。

本指標的目的不是要電站增加額外的系統來消除或防止發生事件。打個比方,本指標不是想要電站增加乙個電源來提高可靠性,而只是考察在喪失廠外電時電站響應的有效性。

該指標按照上述系統分別計算,它的定義是某一時期內系統的所有裝置(或應急交流電系列)因各種原因所導致的不可用率的總和除以系統的系列數,其用意在計算由於裝置不可用所導致的系列的平均不可用率。對應急交流電系統來說其不可用率的計算是以整個系列來算的而不是以個別裝置來算的,也就是說,只有當應急交流電源無法產生應急電力時,才記錄其不可用率。

在某個報告期間,一台機組的安全系統的指標值(不包括應急交流電系統)的計算如下:

各安全系統效能指標值 =

在多機組電站中,應急發電機通常給多台機組供電,所以對於應急交流電系統,計算其電站值:

每台eg值 =

電站值 =

某個wano成員的每個系統的指標值是該成員填報的各種電廠的對應系統的機組值或電站值的中值。各電站的指標值將在wano報告中發布,其值包括整體指標值以及計畫性活動所產生的指標值。一般地,為了消除每年各種變化的影響,使機組之間比較更有意義,單個機組的安全系統效能指標使用三年的時間間隔。

六、燃料可靠性

燃料可靠性指標的目的是用來監測核能界為達到和維持高度的燃料完整性而進行的工作,破損的燃料代表了防止堆芯裂變產物向廠外釋放的第一道屏障的損壞。同時,破損的燃料對執行成本和電廠指標也帶來不利的影響,並會增加現場人員的輻射傷害。

燃料可靠性指標提供了因燃料破損導致的反應堆冷卻劑放射性活度增加的通用測量方法。一些燃料元件包殼的破損只有在大幅度的功率變化後出現了短期的活度峰值時才有較明顯的現象。這種形式的微小破損不會造成指標值明顯的增加,對執行也只會帶來較小的影響,也不會顯著地增加現場人員的劑量照射。

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