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核电厂周边气云爆炸影响范围研究

李辉 熊敏 王建华 丁子昂

李辉, 熊敏, 王建华, 丁子昂. 核电厂周边气云爆炸影响范围研究[J]. 核动力工程, 2025, 46(1): 254-258. doi: 10.13832/j.jnpe.2025.01.0254
引用本文: 李辉, 熊敏, 王建华, 丁子昂. 核电厂周边气云爆炸影响范围研究[J]. 核动力工程, 2025, 46(1): 254-258. doi: 10.13832/j.jnpe.2025.01.0254
Li Hui, Xiong Min, Wang Jianhua, Ding Ziang. Study on the Influence Range of Gas Cloud Explosion Around Nuclear Power Plant[J]. Nuclear Power Engineering, 2025, 46(1): 254-258. doi: 10.13832/j.jnpe.2025.01.0254
Citation: Li Hui, Xiong Min, Wang Jianhua, Ding Ziang. Study on the Influence Range of Gas Cloud Explosion Around Nuclear Power Plant[J]. Nuclear Power Engineering, 2025, 46(1): 254-258. doi: 10.13832/j.jnpe.2025.01.0254

核电厂周边气云爆炸影响范围研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2025.01.0254
详细信息
    作者简介:

    李 辉(1987—),男,工程师,现从事核电厂工业安全防护设计研究,E-mail: lihui5600@163.com

  • 中图分类号: TL69;X932

Study on the Influence Range of Gas Cloud Explosion Around Nuclear Power Plant

  • 摘要: 在核电厂周边各类事故危害因素中,爆炸冲击波超压后果比较严重。核安全导则中采用Trinitrotoluene(TNT)当量法评估爆炸冲击波超压,缺少气云爆炸相关计算模型。本文通过对TNT当量法、The Netherlands Organization for Applied Scientific Research(TNO)模型、Baker-Strehlow-Tang(BST)模型进行分析,评估了3类模型的适用性。结果表明,TNT当量法计算结果偏保守,而BST模型可以较为准确地评估核电厂周边天然气管线爆炸冲击波超压影响范围,根据BST模型计算结果,3条典型管线发生意外爆炸产生的冲击波超压对核电厂影响很小。

     

  • 表  1  爆炸强度定性判断表

    Table  1.   Qualitative Judgment of Explosion Intensity

    点火能 受阻塞程度 受约束程度 强度等级
    不存在阻塞 不存在约束 存在约束
    7~10
    7~10
    5~7
    5~7
    4~6
    4~6
    4~5
    4~5
    3~5
    2~3
    1~2
    1
      √表示选取的条件,根据选取的条件确定强度等级
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    表  2  核电厂周边管线参数汇总表

    Table  2.   Summary of Parameters of Pipelines around Nuclear Power Plant

    参数 参数值
    管线A 管线B 管线C
    管径/mm 1200 1100 600
    壁厚/mm 22 22 8
    阀室间距/km 25 15 18
    设计压力/MPa 10 10 6.3
    与厂址距离/m 3000 2500 2000
    泄漏质量流量/(kg·s−1) 5468 4594 861
    响应关阀时间/s 168 168 108
    剩余气体量/kg 1824094 919648 206852
    总泄漏量/kg 3661342 2463568 392828
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    表  3  TNT当量法计算参数及结果

    Table  3.   Calculation Parameters and Results of TNT Equivalent Method

    参数 管线A 管线B 管线C
    能量经验系数 0.04 0.04 0.04
    天然气燃烧热/(MJ·kg−1) 56.164[14] 56.164 56.164
    泄漏的燃料总量/kg 3661342 2463568 392828
    TNT爆炸热值/(MJ·kg−1) 4.52 4.52 4.52
    TNT当量/kg 3275612 2204026 351443
    7 kPa超压影响距离/m 2673 2342 1270
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    表  4  基于TNO模型的天然气管线断裂爆炸冲击波超压影响范围计算过程参数及结果

    Table  4.   Calculation Process Parameters and Results of Overpressure Influence Range of Air Shock Wave in Natural Gas Pipeline Rupture Explosion Based on TNO Model

    过程参数 计算结果
    管线A 管线B 管线C
    比距离 爆炸强度4 0.67 0.67 0.67
    爆炸强度5 1.29 1.29 1.29
    爆炸强度6 3.40 3.40 3.40
    爆炸源燃烧能/1013J 20.56 13.84 2.21
    实际距离/m 爆炸强度4 848 743 403
    爆炸强度5 1633 1431 776
    爆炸强度6 4305 3772 2045
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    表  5  基于BST模型的天然气管线断裂爆炸冲击波超压影响范围计算过程参数及结果

    Table  5.   Calculation Process Parameters and Results of Overpressure Influence Range of Air Shock Wave in Natural Gas Pipeline Rupture Explosion Based on BST Model

    过程参数 计算结果
    管线A 管线B 管线C
    最大火焰速度/ (m·s−1) 1405 1150 471
    马赫数 4.13 3.38 1.39
    最大超压/kPa 932 731 225
    10 kPa超压影响距离/m 1810 1590 860
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-04-09
  • 修回日期:  2024-08-08
  • 刊出日期:  2025-02-15

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