IEC 62118:2000 — 核反应堆仪表 — VVER型压水堆 — 停堆期间堆芯充分冷却监测

1. 范围和设计背景

IEC 62118:2000是与IEC 62117（针对西方设计的压水堆）对应的VVER专用标准。由IEC SC 45A制定，该标准认识到VVER设计——采用卧式蒸汽发生器、特定的环路配置和不同的反应堆压力容器贯穿件——在IEC 60911或IEC 62117中未完全解决的堆芯冷却监测方面的独特挑战。

VVER设计在前苏联开发，包括两种主要配置：VVER-440（六个主环路和卧式蒸汽发生器）和VVER-1000（四个主环路和更大的卧式蒸汽发生器）。两种配置由于其停堆期间的热工水力特性而有不同的仪表要求。

2. 停堆运行条件

标准定义了必须监测的全部停堆条件，按运行状态分类：

• 正常功率运行：冷却剂满载、强制循环、所有仪表运行正常。
• 热停堆：反应堆次临界、一回路在降低的温度和压力下、根据泵的状态为自然或强制循环。
• 冷停堆：一回路卸压并冷却至100°C以下、可能减少冷却剂装量、通过余热排出系统进行余热排出。
• 异常和事故条件：包括RHRS丧失、意外排放、一回路向二回路泄漏和厂外电源丧失。

3. 测量方法

3.1 差压测量

与西方压水堆一样，差压测量是确定RPV水位的主要方法。然而，该标准针对VVER特定的取压口位置提供了指导，考虑了不同的管嘴配置。对于VVER-1000（热段管嘴位于堆芯上方），差压测量必须考虑装量减少和反向流的热工水力效应（标准的图4和图5对此进行了详细说明）。

3.2 堆芯出口温度监测

要求设置堆芯出口热电偶，并有足够的覆盖范围以检测局部冷却异常。标准规定堆芯出口热电偶应分布在堆芯横截面上以覆盖所有燃料组件，特别关注靠近控制棒导管的组件（这些处更可能发生流道堵塞）。

4. 仪表系统要求

4.1 安全分类和冗余

标准要求用于停堆期间堆芯冷却监测的仪表符合电厂的安全分类要求，具有符合单一故障准则的冗余和多样化规定。对于VVER核电厂，标准认识到其分类系统可能与西方电厂不同（使用俄罗斯安全分类类别），并提供了分类系统之间的映射指导。

4.2 对测量精度的热工水力效应

该标准大量关注在VVER电厂装量减少条件下影响测量精度的热工水力现象：

• 反向流：在某些停堆条件下，某些环路中的流动可能反向，改变压降分布并影响差压测量。
• 蒸汽阻塞：仪表管线中的蒸汽积聚可能导致显著的测量漂移。
• 冷凝效应：在热段中，蒸汽冷凝速率随压力和温度变化，影响超声波液位测量。

5. 工程设计见解

• 多样化测量理念： VVER专用标准强化了在所有停堆状态下必须有至少两种根本不同的测量方法来评估堆芯冷却的原则。
• 参考柱设计： 对于带卧式蒸汽发生器的VVER核电厂，参考柱设计必须考虑蒸汽发生器传热影响相连仪表管线中温度分布的可能性。
• 数据处理与显示： 标准包括数据验证、信号选择算法（如从冗余通道中进行中值选择）和操作员显示格式的要求，以确保电厂运行人员能够快速评估堆芯冷却状态。

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