华龙一号旁通释放类事故源项的不确定性分析与应用

常愿; 石雪垚; 王贺南; 王辉

doi:10.13832/j.jnpe.2022.05.0070

华龙一号旁通释放类事故源项的不确定性分析与应用

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.05.0070

中国核电工程有限公司，北京，100840

基金项目: 国家科技部重点研发计划资助项目（2019YFE0194200）

详细信息

作者简介:
常　愿（1987—），女，博士研究生，现主要从事热工水力和严重事故相关研究，E-mail: game601@126.com

中图分类号: TL334
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出版历程
- 收稿日期: 2021-10-18
- 修回日期: 2022-01-20
- 刊出日期: 2022-10-12

Uncertainty Analysis and Application of Source Term under Bypass Release Accident of HPR1000

China Nuclear Power Engineering Co., Ltd., Beijing, 100840, China

摘要

摘要: 核电厂严重事故放射性源项分析是核安全领域关注的焦点问题，而源项分析具有很大的不确定性。本文基于最佳估算加不确定性（BEPU）分析方法，采用严重事故一体化分析程序建立华龙一号严重事故分析模型，首次从整个事故进程角度出发，开发出适用于华龙一号严重事故源项不确定性分析的流程，并采用该方法对安全壳旁通释放类进行源项不确定性分析。本文研究内容丰富了华龙一号严重事故源项分析的工作，也为华龙一号三级概率安全分析（PSA）技术的发展奠定了基础。
- 华龙一号 /
- 旁通释放类 /
- 源项 /
- 不确定性分析
Abstract: The radioactive source term analysis of serious accidents in nuclear power plants is the focus of attention in the field of nuclear safety, and the source term analysis has great uncertainty. In this paper, based on the best estimate plus uncertainty (BEPU) analysis method, HPR1000 serious accident analysis model is established by using the integrated serious accident analysis program. For the first time, from the point of view of the whole accident process, a process suitable for source term uncertainty analysis of HPR1000 serious accident is developed, and this method is used to analyze the source term uncertainty of containment bypass release category. The research content of this paper enriches the source term analysis of the serious accident of HPR1000, and also lays a foundation for the development of the three-level probabilistic safety analysis (PSA) technology of HPR1000.
- HPR1000 /
- Bypass release category /
- Source term /
- Uncertainty analysis

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图 1 不确定性分析框架

Figure 1. Framework of Uncertainty Analysis

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图 2 堆芯节点划分

Figure 2. Core Node Division

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图 3 安全壳控制体划分

1—堆坑；2—环路1主泵；3—环路2主泵+SG；4—环路3主泵+SG；5—稳压器；6—波动管；7—卸压箱；8—下部设备间；9—安全壳内置换料水箱隔间；10—上部环廊；11—下部环廊；12—CIS水箱；13—热交换器隔间；14—换料水池；15—大空间；16—环路1 SG；17—环形空间；18—PCS水箱

Figure 3. Containment Control Volume Division

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图 4 惰性气体的释放份额

Figure 4. Release Fraction of Noble Gas

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图 5 CsI的释放份额

Figure 5. Release Fraction of CsI

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图 6 不确定性分析结果与工程数据的对比

Figure 6. Comparison of Uncertainty Analysis Result and Engineering Data

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表 1 95/95单侧统计容忍区间上限计算次数表

Table 1. Calculation Times of Upper Limit of 95/95 One-sided Statistical Tolerance Interval

阶数	计算次数	阶数	计算次数
1	59	6	208
2	93	10	311
3	124	15	434
4	153	39	1000
5	181	N	∞

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表 2 不确定性参数分布

Table 2. Distribution of Uncertainty Parameters

序号	阶段	参数	参数含义	参考值	分布	范围
1	—	—	SG传热管破损根数	—	离散	1,2$,\cdots, $10
2	压力容器内事故进程	FFRICX	堆芯与上腔室自然循环摩擦系数	0.25	对数三角	0.25~0.45
3		FFRICR	堆芯与上腔室自然循环摩擦系数	0.1	三角	−0.71~0.71
4		TCLMAX	包壳破裂温度/K	2500	三角	2200~2700
5		FZORUP	包壳最低氧化份额	0.7	三角	0~1.0
6		LMCOLx	堆芯坍塌的LMP参数	53	三角	48~54
7		EPSCUT	堆芯孔隙率截断值	0.1	三角	0~0.15
8		FACT	堆芯节点水力直径计算系数	0.3	三角	0.1~1.0
9		TSPFAL	堆芯支撑板失效温度/K	1650	对数三角	1000~3113
10		FAOX	锆包壳外表面面积系数	1.0	三角	1.0~2.0
11		FQUEN	下封头碎片床平板CHF系数	0.2	对数三角	0~1.0
12		ECREPF	压力容器的失效应变	0.2	三角	0~1.0
13		XGAP0	碎片与下封头贯穿件内表面的初始间距/μm	100	对数三角	1~300
14		ENT0	下封头水池内熔融物夹带份额	0.045	对数三角	0.025~0.06
15	压力容器外事故进程	HTCMCR	熔融物向底部的传热系数/(W·m⁻²·℃⁻¹)	3500.0	对数三角	500~10000
16		HTCMCS	熔融物向侧边的传热系数/熔融物向侧边的传热系数/(W·m⁻²·℃⁻¹)	对数三角	500.0~10000.0	500~10000
17		HTCMCU	熔融物向顶部的传热系数/(W·m⁻²·℃⁻¹)	3000.0	对数三角	500~10000
18		ENT0C	安全壳水池内熔融物夹带份额	0.045	三角	0.025~0.06
19		HTFB	熔融物与水池间膜态沸腾传热系数/(W·m⁻²·℃⁻¹)	300.0	三角	100~400
20	安全壳行为	—	安全壳泄漏率/(%/d)	0.3	对数三角	0.02~0.30
21	气溶胶行为	FPRAT	裂变产物模型选取参数	±6	离散	±1,±2,±3,±4,±5,±6,±7
22		FFPREL	裂变产物释放速率系数	1.0	三角	0.01~1.0
23		FCSIVP	CsI、CsOH的蒸汽压力的计算系数	1.0	三角	−100~100
24		FCSHVP		0.1	对数三角	0.01~1.0
25		FVPREV		1.0	对数三角	0.01~2.0
26		XRSEED	吸湿性气溶胶的初始粒径/μm	0.3	对数三角	0.1~1
27		FAERDC	气溶胶质量/稳态气溶胶下的质量	8.0	三角	1~100
28		GSHAPE	气溶胶形状因子	2.5	对数三角	1~10
29		CSHAPE	气溶胶形状因子	1	对数三角	1~15
30		FE0	气溶胶碰撞效率	0.33	三角	0.33~1.0
31		FEFFDR	安全壳喷淋对气溶胶的捕获效率	0.02	三角	0.01~0.05
32		XRDB	碎片床内气溶胶粒径/μm	0.01	对数三角	0.01~1.0
33		FDFDB	碎片进入水池的去污因子系数	1.0	对数三角	1.0×10⁻⁴~1.0×10²
34		FDFBS	SG二次侧去污因子系数	1.0	对数三角	1.0×10⁻⁴~1.0×10²

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表 3 敏感性分析结果

Table 3. Result of Sensitivity Analysis

序号	参数名	参数值（惰性气体）	参数名	参数值（CsI）
1	SG破损根数	0.845	SG破损根数	0.632
2	CSHAPE	0.229	FDFBS	−0.560
3	FFPREL	0.176	CSHAPE	0.214
4	FPRAT	−0.162	ENT0	−0.149
5	GSHAPE	−0.105	FFPREL	0.092
6	FFRICR	−0.085	FPRAT	−0.088
7	FAERDC	0.076	FAOX	−0.075
8	FACT	−0.058	FQUEN	−0.075

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参考文献(9)

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