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基于衰变热不确定性的压水堆IVR能力边际研究

宋建 余红星 邓坚 向清安 朱大欢 许幼幼 罗跃建

宋建, 余红星, 邓坚, 向清安, 朱大欢, 许幼幼, 罗跃建. 基于衰变热不确定性的压水堆IVR能力边际研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(6): 161-166. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0161
引用本文: 宋建, 余红星, 邓坚, 向清安, 朱大欢, 许幼幼, 罗跃建. 基于衰变热不确定性的压水堆IVR能力边际研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(6): 161-166. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0161
Song Jian, Yu Hongxing, Deng Jian, Xiang Qingan, Zhu Dahuan, Xu Youyou, Luo Yuejian. Study on IVR Capability Margin of Pressurized Water Reactor Based on Decay Heat Uncertainty[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(6): 161-166. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0161
Citation: Song Jian, Yu Hongxing, Deng Jian, Xiang Qingan, Zhu Dahuan, Xu Youyou, Luo Yuejian. Study on IVR Capability Margin of Pressurized Water Reactor Based on Decay Heat Uncertainty[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(6): 161-166. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0161

基于衰变热不确定性的压水堆IVR能力边际研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0161
基金项目: 国家研发计划课题(2019YFB1900703)
详细信息
    作者简介:

    宋 建(1982—),男,博士,现主要从事反应堆安全分析研究工作,E-mail: jian_s@hotmail.com

  • 中图分类号: TL331; TL364+.4

Study on IVR Capability Margin of Pressurized Water Reactor Based on Decay Heat Uncertainty

  • 摘要: 为确定衰变热对高功率压水堆熔融物堆内滞留(IVR)能力边际的影响,采用显著性水平评价与抽样失效率相结合的评价方式,对IVR能力边际进行评价。利用熔融物堆内滞留分析工具CISER开展抽样计算,获得不同核电厂电功率水平、不同衰变热分布参数条件下的下封头壁面热流密度峰值与当地临界热流密度(CHF)的比值,对热流密度比分别开展显著性水平估算与失效率计算,根据小于局部CHF的下封头熔穿准则,判定IVR措施是否有效,以获得IVR能力边际。研究结果表明,若不对下封头内外传热构成进行任何优化措施,电功率超过1400 MW压水堆电厂不推荐单独使用IVR作为严重事故条件缓解措施。

     

  • 图  1  IVR评价路线

    Figure  1.  IVR Evaluation Route

    图  2  不同σc时的Uα值随额定电功率变化关系

    Figure  2.  Relationship between Uα and Rated Power under Different σc

    图  3  不同额定电功率时的Uα值随衰变热分布参数的变化关系

    Figure  3.  Relationship between Uα and Distribution Parameter of Decay Heat under Different Rated Power

    图  4  额定电功率1600 MW、σc=0.5下q/qCHF统计直方图

    Figure  4.  Statistical Histogram of q / qCHF at Rated Power of 1600 MW and σ c=0.5

    表  1  IVR熔池参数

    Table  1.   IVR Melt Pool Parameters

    堆芯典型参数额定电功率水平/MW
    1400150016001700
    锆氧化份额/%60[4]
    压力容器熔点/℃1600
    压力容器
    下封头半径/m
    2.37[14]
    结构发射率0.8
    不锈钢质量/kg100000[14]
    金属锆装量/kg8700
    压力容器壁厚/m0.15[4]0.16
    UO2总质量/kg108000[14]115720123430131150
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    表  2  样本容量n=1500时典型CHF评价模型的成功率

    Table  2.   Success Rate of Representative CHF Evaluation Model for Sampling Size n=1500

    额定电功率/MWσc典型CHF评价模型
    UCSBINEEL多孔介质涂层强化绝热层联合强化模型界面脱离模型综合CHF模型
    14000.40.93381.00.9810.9920.9930.9960.968
    0.50.89320.97580.9530.9810.9830.9850.935
    0.60.84840.92260.9220.960.9690.970.906
    15000.40.8940.99750.9710.9880.9910.9930.954
    0.50.8760.94650.9390.9750.9810.9810.918
    0.60.85650.9090.9130.9510.9580.9620.888
    16000.40.85280.95520.9590.9850.9880.9880.938
    0.50.84480.94080.9230.9680.9740.9750.904
    0.60.83840.91360.8980.940.9510.9530.864
    17000.40.81090.91460.9480.9810.9850.9850.919
    0.50.82450.90440.9140.9560.9680.9690.883
    0.60.83470.89930.8810.9290.9390.9460.835
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-23
  • 修回日期:  2020-11-13
  • 刊出日期:  2021-12-09

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