压水堆安全壳地坑滤网化学效应WCAP分析方法

针对核电厂地坑滤网安全性能问题,美国核管理委员会(NRC)先后出台了一系列RG1.82"失水事故后长期再循环冷却的水源"管理导则的修订版,用以指导地坑滤网堵塞研究。冷却剂失水事故(LOCA事故)后在安全壳喷淋液和安全壳地坑介质的化学环境会导致安全壳内的各种碎渣中化学元素的溶解,并且随着安全壳地坑介质温度的降低形成沉淀析出,所析出的沉淀会在安全壳地坑滤网表面物理碎渣床上形成二次沉积,从而造成滤网压损性能的进一步恶化,此即为安全壳地坑滤网的化学效应。本文介绍压水堆安全壳地坑滤网化学效应的试验分析方法。     

核电厂安全壳地坑滤网堵塞问题的纠正措施研究

核电厂发生破口失水事故后,当应急堆芯冷却系统或安全壳喷淋系统处于再循环模式运行时,碎片堵塞对安全壳地坑滤网的性能存在着潜在的影响,而且碎片迁移过程中的堵塞可能会对再循环模式需要的流道造成不利的影响。本文将从碎片产生、碎片输运和地坑滤网设计等方面,论述说明针对地坑滤网堵塞问题可能采取的纠正措施。     

核电厂安全壳地坑过滤器化学效应试验研究

核电厂失水事故工况下，化学效应可能引起地坑过滤器过度堵塞，影响应急堆芯冷却系统或安全壳喷淋系统的再循环功能，导致堆芯、安全壳丧失冷却，威胁核电厂的安全。本文以秦山核电厂二期扩建工程为研究对象，开展失水事故工况下潜在化学产物对地坑过滤器压头损失的影响研究。结果表明，秦山核电厂二期扩建工程安全壳内含Al材料和保温材料在地坑环境中会析出Al、Si，Al、Si元素在地坑介质降温过程中形成了化学沉淀物，化学沉淀物会在地坑过滤器碎片床上沉积，堵塞碎片床流道，缩小碎片床孔隙率，导致地坑过滤器压头损失增加。因此，秦山核电厂二期扩建工程失水事故后存在化学效应，在地坑过滤器性能评估、下游效应分析中应予以考虑。      

核电厂安全壳地坑滤网堵塞问题的机理分析

破口失水事故工况下,大量碎片可能随着泄漏的冷却剂和喷淋液迁移到安全壳地坑滤网处,并逐渐堆积形成碎片床,不断增大流体通过滤网的阻力,降低应急堆芯冷却系统或安全壳喷淋系统泵的净正吸入压头裕量并导致堆芯、安全壳丧失冷却,从而威胁核电厂安全。本文对核电厂发生假想破口失水事故后碎片的产生、迁移,以及在安全壳地坑滤网处堆积成碎片床,并造成地坑滤网堵塞的机理进行分析说明。     

核电厂安全壳地坑滤网堵塞问题研究进展与现状

安全壳地坑是压水堆核电厂专设安全设施安全壳喷淋系统和安全注入系统的重要组成部分。失水事故后安全壳地坑滤网的堵塞将极大地影响安全壳喷淋系统和安注系统的正常运行,威胁核电厂的安全。许多核电国家针对地坑滤网堵塞问题进行了研究,各国核安全管理当局也发布了公告要求核电厂解决此问题。本文介绍了安全壳地坑滤网堵塞问题的研究进展及现状。     

碎片对燃料组件流动阻力影响的试验研究

压水堆核电站发生破口失水事故时由于水蒸气喷射作用会产生碎片,在长期堆芯冷却再循环阶段,碎片会随着冷却剂传送到安全壳地坑,部分碎片会穿过地坑滤网进入堆芯,堆积堵塞在燃料组件内,造成流动阻力。本试验搭建了相应的试验回路,包括一个全尺寸的组件,分析碎片在组件中的分布和堵塞情况,以及不同流量和碎片类型碎片量对组件流动阻力影响,定量化评估LOCA事故后安全壳内碎片对燃料组件流阻的影响。试验结果表明碎片几乎都堆积在下半组件;冷段破口工况下碎片床造成的阻力系数远大于热段破口工况;对比玻璃纤维,玻璃棉可以造成更大的流动阻力;微小颗粒包括碳化硅和化学沉淀物对碎片床有"压实效应",对燃料组件流阻有显著的影响。     

安全相关涂层管理策略研究

本文介绍国内主要商用核电堆型电厂反应堆厂房涂层的安全相关属性和管理策略,简述地坑过滤器堵塞风险的研究现状,指出当前所公开的管理导则忽略了安全壳内涂层劣化,可能在基准事故工况下生成大量碎片,提高地坑过滤器的堵塞风险。并且提出了安全壳内涂层的管理策略以控制地坑过滤器堵塞风险为目的,通过涂层在基准事故工况下的生成碎片与传输能力,以及滤网堵塞的临界碎片量,量化状态评估办法。根据碎片量逼近关系和碎片传输关系,决定维修时机和维修优先级。     

压水堆核电厂失水事故后安全壳内产氢量计算研究

采用ORIGEN2程序对压水堆核电厂失水事故工况下堆芯区和地坑区氢气的产生量进行计算,以合理减少安全壳内可燃气体的控制设计评价的保守性.通过冷却剂的辐照分解产氢以及其他相关计算模型,对600MW(电功率)级压水堆核电厂失水事故工况下的氢气产生量进行计算.计算结果表明原评价结果过于保守,在核电厂失水事故后仍有充分的时间准备投入安全壳内氢气复合器.     

CPR1000安全壳地坑滤网上游分析

安全壳地坑滤网承担了重要的安全功能,其性能直接决定了应急堆芯冷却系统(ECCS)的可靠性和核电站的安全性。在早期设计中,假设安全壳地坑滤网堵塞率小于50%,这一假设不是保守的,存在现实的重大核安全风险,应该予以改进。地坑滤网上游分析用于确定地坑滤网设计条件,是地坑滤网改进的关键步骤。本文介绍了CPR1000安全壳地坑滤网上游分析的相关技术过程、研究经验及主要技术结论。通过精细分析方法在碎片产生及碎片传输分析环节中的应用,有效地减少了地坑滤网碎片负载估算量,避免了因过度保守引起的设备设计和布置困难。上游分析成果不仅用于岭澳二期地坑滤网改进项目,还可为优化后续CPR1000地坑滤网设计方案提供指导。     

刚果非法铀流入黑市

【美国《核新闻》2004年2月刊报道】法国电力公司(EDF)计划改进其反应堆安全壳地坑的过滤器或筛,以避免在一回路发生重大破裂时发生碎屑堵塞地坑的现象。安全壳地坑的作用是在再循环水贮槽(RWST)水量不足的情况下,收集在失水事故中的堆芯冷却水。法国安全主管部门——核安全和辐射防护总局(DGSNR)在2003年10月9日的信函中要求EDF在2003年底前重新评估压水堆安全壳地坑的堵塞风险。作为响应,EDF肯定了在某些严重事故条件下(例如一回路系统管道出现重大破裂),安全壳地坑的过滤筛被碎屑堵塞的可能性。设在反应堆安全壳底部的地坑是用来…     

Experimental study of debris head loss through a pressurized water reactor recirculation sump screen after LOCA

A loss of coolant accident (LOCA) in a PWR (pressurized water reactor) would generate debris from thermal insulation and other materials in the vicinity of the break. A fraction of the LOCA-generated debris and pre-LOCA debris would be transported into the sump and accumulated on the sump screens resulting in adverse blockage effects that include decrease in net positive suction head (NPSH) margin. The NUREG/CR-6224 head loss correlation has been widely used to estimate debris-induced head loss across sump screens, but it has been recommended to be used for debris thicknesses less than 4 in. In order to extend the limit, head loss data are obtained over a wider range of bed thicknesses. Experimental results show that the NUREG/CR-6224 correlation conservatively predicts the head loss across NUKON™ debris beds with theoretical thicknesses up to 6 in. Head loss measurements in mixed debris beds show that fibrous debris with calcium-silicate and/or fine particulates such as coatings mainly deteriorates the NPSH.     

先进压水堆核电厂安全壳地坑滤网设计

核电厂的地坑滤网堵塞问题是目前世界核能领域比较关注的重要安全问题之一,先进压水堆的设计也充分体现了改善地坑性能的最新研究成果。本文介绍了在我国已经开工建设的先进压水堆核电厂（AP1000以及EPR）的地坑滤网设计,可以为我们解决地坑滤网堵塞问题提供有益的借鉴。     

华龙一号安全壳热工响应确定论现实方法研究

失水事故（LOCA）是压水堆核电厂的一种典型设计基准事故,该事故后的安全壳热工响应过程,尤其是安全壳压力峰值直接影响安全壳结构的完整性。本文采用确定论现实方法（DRM）对华龙一号核电厂LOCA质能释放与安全壳热工响应进行分析研究。对关键参数进行敏感性分析及统计计算,并建立DRM惩罚模型。计算结果表明,DRM惩罚模型的计算结果始终高于95%置信水平下、95%概率下的统计计算值,DRM惩罚模型是保守的。DRM方法对于华龙一号核电厂的LOCA质能释放与安全壳热工响应分析是适用的。     

Containment for the low temperature district nuclear-heating reactor

An integral arrangement is adopted for the Low Temperature District Nuclear-Heating Reactor. The primary heat exchangers, control rod drives and spent fuel elements are put in the reactor pressure vessel together with the reactor core. The primary coolant flows in natural circulation through the reactor core and the primary heat exchangers. The primary coolant pipes penetrating the wall of the reactor pressure vessel are all of small diameters. The reactor vessel constitutes the main part of the pressure boundary of the primary coolant. Therefore a small sized metallic containment closed to the wall of the reactor vessel can be used for the reactor. Design principles and functions of the containment are the same as for the containment of a PWR. But the adoption of a small sized containment brings about some benefits such as a short period of manufacturing, relatively low cost, and ease for sealing. A loss of primary coolant accident would not be happened during a rupture accident of the primary coolant pressure boundary inside the containment owing to its intrinsic safety.     

对钠冷快堆安全壳设计的探讨

安全壳是在核电厂纵深防御原则中的最后一道屏障,是保证核电厂在严重事故条件下安全的重要设施.由于钠冷快堆的固有安全性,其安全壳与压水堆安全壳的功能和作用相同.通过对钠冷快堆安全壳的设计分析,阐述了其在设计基准、结构设计上区别于压水堆安全壳的特点,为确定钠冷快堆安全壳设计和审评原则做出了有益的探索.     

百万千瓦级压水堆严重事故下局部隔间氢气风险分析

核安全法规要求控制严重事故下核电厂安全壳内的氢气浓度。除安全壳整体外,局部隔间的氢气浓度同样是关注的重点。本文采用一体化严重事故分析程序对百万千瓦级压水堆核电厂安全壳局部隔间进行建模,分析了不同事故下的氢气风险。结果表明,严重事故下部分隔间短时间内可能存在燃烧风险。本文对降低燃烧风险的方法进行分析计算和筛选,得出的结论可以为安全壳隔间的设计优化提供参考依据。     

The design and evaluation of a passively cooled containment for a high-rating pressurized water reactor

An integrated pressurized water reactor (PWR) containment was conceptualized that allows heat to be rejected passively to the environment. The proposed containment is based on the demonstrated Ebasco Waterford 3 design. The secondary concrete shell was equipped with inlet and outlet vents that create an air-convection annulus. These vents also permit the submersion of the lower part of the primary containment into an external water pool. An internal water pool located at the bottom of the lower containment was added to increase in-containment heat storage. The performance of the proposed passively cooled containment was evaluated using a subdivided volume code, version 3.4e; the relative novelty of subdivided volume analyses for containment performance evaluation requires experimental verification of principal code predictions. Two experiments were carried out; one to test the performance of the external moat, and one to verify the code’s ability to predict thermal-stratification inside the containment. To improve the subdivided-volume simulation of convection-related parameters, a modeling technique (boundary layer flow approximation) was devised. Finally, the behavior of the proposed containment was evaluated for the worst-case large break loss of coolant accident and the worst-case main steam line break accident. Peak pressures remained below 0.45 MPa during both transients; internal wall pressure differences, equipment qualification temperatures, pressure restoration time also remained below design limits. The mitigation capability of hydrogen recombiners was also evaluated.