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中压安注对RRA连接模式下严重事故进程影响分析

于承鑫 郝斌 邓玲玲

于承鑫, 郝斌, 邓玲玲. 中压安注对RRA连接模式下严重事故进程影响分析[J]. 核动力工程, 2021, 42(6): 128-134. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0128
引用本文: 于承鑫, 郝斌, 邓玲玲. 中压安注对RRA连接模式下严重事故进程影响分析[J]. 核动力工程, 2021, 42(6): 128-134. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0128
Yu Chengxin, Hao Bin, Deng Lingling. Analysis of Impact of Medium Pressure Safety Injection on Severe Accident Process under RRA Connected Mode[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(6): 128-134. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0128
Citation: Yu Chengxin, Hao Bin, Deng Lingling. Analysis of Impact of Medium Pressure Safety Injection on Severe Accident Process under RRA Connected Mode[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(6): 128-134. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0128

中压安注对RRA连接模式下严重事故进程影响分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0128
详细信息
    作者简介:

    于承鑫(1987—),男,工程师,现主要从事核电仿真性能测试研究工作,E-mail: ycx45119508@163.com

  • 中图分类号: TL364

Analysis of Impact of Medium Pressure Safety Injection on Severe Accident Process under RRA Connected Mode

  • 摘要: 针对中国改进型百万千瓦级压水堆(CPR1000)核电机组在中间停堆反应堆余热排出系统(RRA)连接模式下失去高低压安注和喷淋的冷却剂丧失事故(LOCA),采用MAAP5程序对参考机组的反应堆堆芯、反应堆冷却剂系统以及安全壳系统进行模拟计算,同时结合计算结果分析中压安注系统对该严重事故序列进程的影响,并研究其对事故的缓解作用。分析结果表明,在RRA连接模式下出现LOCA导致的堆芯裸露和升温过程中,中压安注的及时注入能有效地限制堆芯的升温行为,并可对严重事故进程起到重要的缓解作用,甚至为事故工况下失去高低压安注和喷淋时避免堆芯完整性遭到破坏提供可能。最后,根据分析结果针对现行核电机组的运行规程提出改进建议:对于中压安注箱的行政隔离行为,只对其电气开关做相应的隔离操作,而对安全壳厂房内的阀门就地部分做挂牌警示,不做现场挂锁的操作,这样不仅可避免在正常运行工况下中压安注箱误注入行为的发生,同时能够在RRA连接模式下发生LOCA时有效地保障堆芯的完整性,在保证电厂正常安全运行的同时,提高了机组在该模式下发生严重事故的缓解能力。

     

  • 图  1  堆芯燃料(7环)模拟俯视图

    a—径向第1环节点;b—径向第2环节点;c—径向第3环节点;d—径向第4环节点;e—径向第5环节点;f—径向第6环节点;g—径向第7环节点,下同

    Figure  1.  Top View of Core Fuel (7 Ring) Simulation

    图  2  堆芯燃料模拟侧视图

    h—非活性段节点

    Figure  2.  Side View of Core Fuel Simulation

    图  3  反应堆冷却剂系统控制体模拟图

    Figure  3.  Control Volume Simulation Diagram of Reactor Coolant System

    图  4  反应堆冷却剂系统接管模拟图

    Figure  4.  Nozzle Simulation Diagram of Reactor Coolant System

    图  5  安全壳控制体模拟图

    1—反应堆堆坑;2—安全壳下部空间;3—安全壳中部空间;4—安全壳上部空间;5—稳压器卸压隔间;6—安全壳环廊;7—稳压器隔间;8—环路1蒸汽发生器隔间;9—辅助厂房隔间;10—环路1主泵隔间;11—环路2蒸汽发生器隔间;12—控制室隔间;13—环路2主泵隔间;14—环路3蒸汽发生器隔间;15—换料/乏燃料水池隔间;16—环路3主泵隔间

    Figure  5.  Simulation Diagram of Containment Control Volume

    图  6  堆芯水位变化(无中压安注)

    Figure  6.  Changes in Core Water Level without Medium Pressure Safety Injection

    图  7  燃料最高温度(无中压安注)

    Figure  7.  Maximum Temperature of Fuel without Medium Pressure Safety Injection

    图  8  包壳最高温度(无中压安注)

    Figure  8.  Maximum Temperature of Cladding without Medium Pessure Safety Injection

    图  9  堆芯水位变化(有中压安注)

    Figure  9.  Changes in Core Water Level with Medium Pressure Safety Injection

    图  10  燃料最高温度(有中压安注)

    Figure  10.  Maximum Temperature of Fuel with Medium Pressure Safety Injection

    图  11  包壳最高温度(有中压安注)

    Figure  11.  Maximum Temperature of Cladding with Medium Pressure Safety Injection

    表  1  事故主要参数及假设

    Table  1.   Main Parameters and Assumptions of Accident

    参数假设条件
    初始功率冷停堆,衰变功率36 MW
    一回路压力RRA连接模式运行压力,2.6 MPa.a(绝对压力)
    一回路平均温度RRA连接模式运行温度,约170℃
    破口位置一环路热段破口
    破口大小100%(大破口,当量直径0.64 m)
    堆芯冷却措施无(高、低压安注不可用)
    专设安全设施中压安注箱行政隔离
    下载: 导出CSV

    表  2  安注箱相关行政隔离设备清单

    Table  2.   List of Administrative Isolation Equipment Related to Safety Injection Tank

    标志设备名称状态位置
    RIS001VPRIS001BA隔离阀关闭上锁(LC)R111
    RIS002VPRIS002BA隔离阀LCR121
    RIS003VPRIS003BA隔离阀LCR131
    LLE 308RIS001VP电源开关断开上锁(LD)L406
    LLE 306RIS002VP电源开关LDL406
    LLD 501RIS003VP电源开关LDL408
    下载: 导出CSV
  • [1] 国家核安全局. 核动力厂设计安全规定: HAF 102—2004[S]. 北京: 国家核安全局, 2004.
    [2] LUTZ ROBERT J. Westinghouse owners group core damage assessment guidance: CAP-14696-A[R]. Pittsburgh: Westinghouse Electric Corporation, 1999.
    [3] IAEA. Generic assessment procedures for determining protective actions during a reactor accident: IAEA-TECDOC-955[R]. Vienna: IAEA, 1997.
    [4] 苏光辉. 轻水堆核电厂严重事故现象学[M]. 北京: 国防工业出版社, 2016.
    [5] 佟立丽. 核反应堆严重事故机理研究[M]. 上海: 上海交通大学出版社, 2016.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-25
  • 修回日期:  2021-04-02
  • 刊出日期:  2021-12-09

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