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严重事故下材料物性变化对安全壳性能影响研究

刘静 刘宝君 张春龙 魏玮 刘宇

刘静, 刘宝君, 张春龙, 魏玮, 刘宇. 严重事故下材料物性变化对安全壳性能影响研究[J]. 核动力工程, 2024, 45(6): 206-212. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.06.0206
引用本文: 刘静, 刘宝君, 张春龙, 魏玮, 刘宇. 严重事故下材料物性变化对安全壳性能影响研究[J]. 核动力工程, 2024, 45(6): 206-212. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.06.0206
Liu Jing, Liu Baojun, Zhang Chunlong, Wei Wei, Liu Yu. Study on Influence of Material Physical Properties Change on Containment Performance under Severe Accident[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(6): 206-212. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.06.0206
Citation: Liu Jing, Liu Baojun, Zhang Chunlong, Wei Wei, Liu Yu. Study on Influence of Material Physical Properties Change on Containment Performance under Severe Accident[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(6): 206-212. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.06.0206

严重事故下材料物性变化对安全壳性能影响研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.06.0206
详细信息
    作者简介:

    刘 静(1990—) ,女,硕士研究生,高级工程师,现主要从事概率安全分析和严重事故管理工作,E-mail: ljing_6167@163.com

  • 中图分类号: TL334

Study on Influence of Material Physical Properties Change on Containment Performance under Severe Accident

  • 摘要: 安全壳作为压水堆核电厂的最后一道屏障,其在严重事故工况下的完整性既取决于严重事故现象发生情况,也取决于安全壳性能特点。目前在华龙一号安全壳性能分析时仅考虑了材料的常温物性特征,无法反映严重事故下安全壳本身的升温升压影响。本文根据严重事故下安全壳的响应情况,考虑事故下材料物性的变化,分析基于事故高温的材料性能对安全壳性能的影响,并对比常温和事故高温下的安全壳性能差异,分析不同温度下严重事故风险的差异,评估对早期大量放射性释放频率、大量放射性释放频率和严重事故管理的影响。分析结果表明,严重事故下随着安全壳内温度逐步升高,安全壳性能有所降低,但安全壳薄弱环节依然在设备闸门处;对照常温和高温两条安全壳失效概率曲线,由于华龙一号安全壳自由容积较大,直接安全壳加热(DCH)和等容绝热完全燃烧(AICC)产生的载荷均不会威胁安全壳完整性,且不会颠覆原安全壳过滤排放系统开启整定值。

     

  • 图  1  安全壳性能分析流程

    LHS—拉丁超立方抽样

    Figure  1.  Analysis Process of Containment Performance

    图  2  极限承载力下混凝土和钢衬里环向应力云图

    Figure  2.  Circumferential Stress Nephogram of Concrete and Steel Lining under Ultimate Bearing Capacity

    图  3  设备闸门本体和螺栓的有限元模型

    Figure  3.  FE Model of Equipment Hatch and Bolt

    图  4  人员闸门内筒有限元模型和内筒应变分布图

    Figure  4.  FE Model and Strain Distribution of Inner Personnel Air-lock Door

    图  5  安全壳失效概率曲线

    Figure  5.  Containment Failure Probability Curves

    图  6  高压熔堆快速序列安全壳事件树

    1、2—代表不同事故情况下“未发生蠕变诱发SGTR”题头的不同输入

    Figure  6.  Containment Event Tree of Fast Sequences for High Pressure Core Meltdown

    表  1  安全壳各位置极限承载力 MPa

    Table  1.   Ultimate Baring Capacity of Containment Positions

    序号 安全壳筒体 设备闸门 人员闸门 应急闸门
    1 1.27377 0.884 1.108 1.108
    2 1.21719 0.849 1.133 1.133
    3 1.24030 0.853 1.133 1.133
    4 1.19127 0.867 1.133 1.133
    5 1.13979 0.792 1.133 1.133
    6 1.21568 0.872 1.158 1.158
    7 1.20699 0.845 1.158 1.158
    8 1.22610 0.808 1.158 1.158
    9 1.23041 0.864 1.158 1.158
    10 1.25219 0.820 1.158 1.158
    11 1.23563 0.813 1.183 1.158
    12 1.23647 0.855 1.183 1.158
    13 1.22033 0.830 1.183 1.183
    14 1.22516 0.835 1.183 1.183
    15 1.24266 0.839 1.183 1.183
    16 1.25135 0.845 1.183 1.183
    17 1.23111 0.837 1.183 1.183
    18 1.14726 0.859 1.208 1.208
    19 1.14177 0.822 1.208 1.208
    20 1.22934 0.828 1.208 1.208
    下载: 导出CSV

    表  2  安全壳失效概率曲线特征值

    Table  2.   Characteristic Values of Containment Failure Probability Curves

    温度/℃中值压力/MPa5%分位值压力/MPa
    201.0350.962
    1650.9410.902
    下载: 导出CSV

    表  3  不同序列DCH压力载荷结果

    Table  3.   DCH Pressure Loads of Different Sequences

    事故序列 DCH压力载荷/bar
    累积概率0.50 累积概率0.99 累积概率1.00
    15 mm LOCA 3.79 4.68 5.41
    LOFW 3.76 4.69 5.22
    MSLB 4.06 4.96 5.48
    SBO 3.71 4.64 5.36
    丧失给水 ATWS 4.01 4.97 5.53
    25 mm LOCA 5.22 6.09 7.03
      注:1 bar=105 Pa
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-10
  • 修回日期:  2024-07-24
  • 刊出日期:  2024-12-17

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