压水堆核电站全厂断电事故及辅助给水系统的缓解能力研究

以美国surry核电站为参考对象,采用最佳估算程序SCDAP/RELAP5/MOD3.4,建立了一个典型的三环路压水堆核电站严重事故计算模型,对全厂断电(SBO)事故的物理现象及堆芯熔化进程进行了详细分析,并研究了全厂断电事故发生后辅助给水(AFW)分别持续1800s和3600s对事故的缓解效果.计算结果显示,辅助给水能有效地延缓堆芯熔化进程,大大推迟反应堆压力容器的失效时间,为操纵员恢复交流电源以及实施其它缓解措施赢得更多的时间.     

压水堆大破口失水事故高压安注的缓解能力研究

以西屋公司典型的三环路压水堆为参考对象,采用基于RELAP/SCDAPSIM程序开发的压水堆严重事故分析平台,对没有缓解措施的热段25 cm大破口失水事故进行了计算分析,详细研究了堆芯表面峰值温度分别达到1 100K、1 300 K和1 500 K时进行高压安全注射对大破口失水事故的缓解情况.结果显示,高压安全注射的时机对大破口失水事故的进程有着重要的影响,较早阶段的注水能够有效阻止堆芯熔化,较晚阶段的注水会恶化事故进程,加速堆芯熔化.     

压水堆核电站完全丧失给水引发的严重事故研究

采用严重事故最佳估算程序RELAP5/SCDAPSIM/MOD3.2，建立美国Surry-2核电站的详细计算模型，对完全丧失给水（TLFW）引发的堆芯熔化事故进行研究分析。为准确预测压力容器内堆芯熔化的进程，为二级概率安全评价提供可信的初始条件，计算中考虑了一回路压力边界的蠕变破裂失效，并评价了人为干预对堆芯熔化进程及事故后果的影响。计算结果表明，由完全丧失给水引发的压水堆核电站严重事故不会出现人们担心的高压熔堆；反应堆压力容器下封头的失效位置不是在其底部，而是在其侧面；通过打开稳压器释放阀对一回路实施主动卸压能够大大推迟事故的进程。     

注水时机对压水堆严重事故进程的影响

以典型的3环路压水堆为参考对象,建立了详细的严重事故计算模型。选择一回路热段当量直径为18 cm的失水事故(LOCA)作为初始事件,采用RELAP5/SCDAP/MOD3.2为分析工具,对无注水、无缓解措施下的基准事故进程进行计算分析,研究3种不同注水时机对严重事故进程的影响。3种注水时机分别为堆芯表面峰值温度达到1100 K、1300 K、1500 K时开始注水。计算结果显示,压水堆严重事故进程对于注水的时机非常敏感。较早阶段的注水对于阻止堆芯熔化十分有效,注水较晚会恶化事故进程,加速堆芯熔化。     

压水堆严重事故管理入口标准研究

使用严重事故分析程序RELAP/SCDAPSIM,对3种不同尺寸的压水堆热段大破口事故进行了分析。主要研究了15、20、25cm大破口事故分别在无事故管理和有高压安全注射条件下事故进程。计算结果表明,当堆芯表面峰值温度达1 500K时,堆芯出口温度不能反映堆芯的损伤状态;当堆芯出口温度达900K时,进行严重事故管理不能有效阻止堆芯熔化。将堆芯热通道出口温度作为严重事故管理入口标准的计算分析结果表明,在堆芯热通道出口温度达900K时实施严重事故管理可有效阻止堆芯熔化,此信息可作为进入严重事故管理的入口标准。     

秦山一期核电站未能紧急停堆的预期瞬变导致堆芯熔化的进程及事故缓解措施研究

选择失去主给水、失去厂外电和正常运行情况下控制棒失控提升3个典型的导致未能紧急停堆的预期瞬变(ATWS)的初因事故,采用自行研制的基于SCDAP／RELAP5／MOD3．1的核反应堆严重事故分析平台,对秦山一期核电站ATWS初因导致堆芯熔化严重事故进程进行了分析研究,对防止ATWS导致堆芯熔化进程的缓解措施的有效性进行了验证。计算分析结果表明,二回路补水和一回路卸压的事故缓解措施能有效地阻止堆芯熔化进程。     

轻水堆核电站堆芯熔化分析

本文阐述了开展轻水堆核电站堆芯熔化事故分析的必要性,介绍了堆芯熔化事故计算程序MARCH,并针对轻水堆核电站三种不同工况利用 MARCH 程序进行了计算,结合计算结果讨论了堆芯熔化事故的物理过程。     

压水堆大破口失水事故引发的严重事故研究

采用机理性严重事故最佳估算程序SCDAP/RELAP5/MOD3.2，以美国西屋公司Surry核电站为参考对象，建立了1个典型的3环路压水堆核电站的严重事故分析模型，分别对主回路冷段和热段发生25cm大破口失水事故（LBLOCA）导致的堆芯熔化事故进行研究分析。结果表明，压水堆发生大破口失水事故时，堆芯熔化进程较快，大量堆芯材料熔化并坍塌至下腔室，反应堆压力容器下封头失效较早，且主回路冷段破口比热段破口更为严重。     

高压安全注射系统对压水堆全厂断电事故的缓解能力分析

选择一个典型的3环路压水堆作为参考对象,采用最佳估算程序RELAP/SCDAPSIM/MOD3.2建立了一个典型的3环路压水堆严重事故计算模型。分析了全厂断电(SBO)事故引发的堆芯熔化基准事故后,高压安全注射系统对该事故的缓解能力。敏感性分析表明,堆芯出口温度达到920 K时,采用卸压充水缓解措施可以有效地阻止堆芯熔化,维持堆芯长期处于稳定、安全状态。     

严重事故下正常余热排出系统向堆芯注水策略分析

选取导致堆芯熔化频率最高的始发严重事故--直接注入（DVI）管线断裂事故,以及典型高压熔堆事故--丧失主给水始发事故(LOFW),利用MAAP4程序,分析反应堆堆芯热工水力行为,并对正常余热排出系统（RNS）堆芯注水策略的有效性与负面效应进行评估。分析结果表明,在DVI管线断裂事故和LOFW严重事故序列中,利用RNS进行堆芯注水可有效终止堆芯熔化进程,维持堆芯长期冷却。但堆芯再淹没会产生更多的氢气,存在增加安全壳氢气燃烧风险的可能性。此外通过分析利用严重事故管理导则中辅助计算文件给出的堆芯最小流量实施堆芯注水策略,讨论注水流量对堆芯冷却的影响,结果表明,在实施堆芯注水策略时,建议在系统允许的情况下采用更高的流速进行堆芯冷却。     

小型压水堆完全丧失电源引发的严重事故研究

以压水堆严重事故最佳估算程序RELAP/SCDAPSIM/MOD3.4为核心软件,以假想的小型压水堆为研究对象,建立了1个径向3通道、轴向10节块的核反应堆严重事故计算模型,研究了完全丧失电源初因事件引发的严重事故过程,并对事故停堆后蒸汽发生器给水持续300s的缓解措施进行了分析。计算结果表明：蒸汽发生器辅助给水对于延迟事故进程,缓解事故后果具有重要作用。     

Core cooling in pressurized-water reactor during water injection

In this paper,the reactor core cooling and its melt progression terminating is evaluated,and the initiation criterion for reactor cavity flooding during water injection is determined.The core cooling in pressurized-water reactor of severe accident is simulated with the thermal hydraulic and severe accident code of SCDAP/RELAP5.The results show that the core melt progression is terminated by water injection,before the core debris has formed at bottom of core,and the initiation of reactor cavity flooding is indicated by the core exit temperature.     

大功率非能动压水堆DVI管破叠加IRWST失效触发严重事故分析

应用MELCOR 2.1程序,建立了大功率非能动压水堆核电厂主要回路系统及安全壳的热工水力模型,并以直接注水管线破口叠加内置换料水箱失效触发严重事故为对象进行了独立计算。计算结果与MAAP 4.04程序计算结果趋势一致,分析表明:MELCOR 2.1新版本对严重事故计算合理可信;部分非能动安全设施的启动有效地降低了主回路系统压力,防止高压熔堆,缓解了堆芯熔化进程,从而验证了非能动安全设施的有效性。     

VAPEX-Code Analysis of a Melt–Coolant Interaction Experiment on the FARO Setup

The purpose of this work was to make a computational analysis using the VAPEX thermohydraulic code, developed at the Experimental Scientific-Research Center at the All-Russia Scientific-Research Institute of Nuclear Power Plants, of the L-33 experiment performed on the FARO setup to study the interaction of core melt with water. The calculation of the stage of mixing of the melt stream with water and subsequent cooling satisfactorily predicted experimental parameters such as the temperature of the water and gas in the vessel. The calculation of the formation and propagation of the thermodetonation wave agrees well with the experimental data. Analysis of the experiment showed that the VAPEX code can predict adequately the most important characteristics of melt–coolant interaction during a serious accident at a nuclear power plant in accordance with the out-of-vessel scenario of the development of the accident.