核电厂安全壳过滤排放严重事故管理策略研究

本文针对典型压水堆核电厂安全壳过滤排放系统的设置以及该系统在严重事故管理中的作用,在安全壳性能、典型安全壳超压严重事故现象以及放射性释放风险计算分析的基础上,结合国内外关于实际消除大规模放射性释放的要求及具体实践,对严重事故管理中的安全壳过滤排放策略进行研究。得到确定严重事故下安全壳过滤排放策略实施条件的方法,明确该策略在严重管理中的使用条件和相关限制,为严重事故管理导则的开发与安全壳过滤排放系统的优化设计提供支持。     

核电厂严重事故后安全壳压力的测量方法

在核电厂设计早期,安全壳大气监测系统仅考虑了设计基准事故。而与设计基准事故相比,在严重事故工况下的安全壳内压力会有较大增长,现有的安全壳压力测量仪表不能满足严重事故工况下对安全壳压力的监测。为采取有效的事故缓解对策,需考虑严重事故下的安全壳压力监视措施。目前的技术条件下,在安全壳外增设一个安全壳压力测量通道用于严重事故后的安全壳压力测量是一可考虑的方案。大亚湾核电厂实施了这种改进。通过此改进,可推迟严重事故时安全壳的排放时间,提高核电厂的安全水平。经论证,这种方案是安全和可行的。     

核电厂全厂断电事故下安全壳响应的计算分析

利用一体化安全分析程序研究核电厂全厂断电(SBO)事故工况下安全壳的响应。研究表明,SBO事故下安全壳会发生超压失效,如果及时恢复交流(AC)电源,安全壳内的压力和温度会迅速降低,安全壳不会发生超压失效。在压力容器失效前恢复AC电源,压力容器就有可能保持完整性。压力容器破损后,AC电源的恢复将使得安全壳内蒸汽浓度大幅减少,从而相应增加了氢气的浓度,导致氢气风险的增加。     

安全壳在事故情况下的完整性分析

现有的安全壳完整性分析,主要针对设计基准事故条件下安全壳内部压力的响应进行分析。而AP1000的安全壳事故承压分析不仅包括设计基准事故,还包括严重事故情况下的完整性分析。安全壳完整性分析的过程中所使用的程序、设定的条件都是较为保守的,这就使得安全壳有很大裕度。而在相关试验数据愈加充分并且人们对相关事故进程与机理的认知有较大提高的条件下,使用最佳估算来对安全壳完整性进行分析能够在保证基本裕度的条件下,较合理地减小其设计保守性,为今后我国更大功率的非能动核电厂安全壳设计与建造提供方便。     

秦山二期核电厂严重事故下安全壳内氢气浓度分布及风险初步分析

采用模块化严重事故计算工具,对秦山二期核电厂大破口失水事故(LB-LOCA)、小破口失水事故(LB-LOCA)和全厂断电(SBO)诱发的严重事故序列以及安全壳内的氢气浓度分布进行了计算分析.在此基础之上,参考美国联邦法规10CFR关于氢气控制和风险分析的标准,对安全壳的氢气燃烧风险进行了初步研究.分析结果表明:大破口严重事故导致的安全壳内的平均氢气浓度接近10%,具有一定的整体性氢气燃烧风险,小破口失水和全厂断电严重事故可能不会导致此类风险,但仍然存在局部氢气燃烧的可能.     

核电厂严重事故下安全壳通风导致放射性后果的快速评价

提出一种严重事故下安全壳通风导致放射性后果的快速评价方法。通过预先计算通风后安全壳的释放份额和1%初始堆芯总量释入安全壳时的公众个人终身剂量,以及通过事故下安全壳的辐射监测仪表间接得到堆芯向安全壳的释放份额,能够快速评价厂外不同距离处公众的个人终身剂量,它可为严重事故的管理和厂外应急策略的实施提供强有力的支持。     

CANDU6核电厂无过滤安全壳通风模式的研究

CANDU6核电厂早期设计未考虑严重事故对策,在严重事故下,CANDU6核电厂的安全壳容易失效。为了解决这一问题,本文研究了无过滤安全壳通风模式对CANDU6核电厂安全壳的影响。本文选取典型的全厂断电严重事故,利用重水蒸气回收系统作为无过滤安全壳通风的路径,初步研究了该通风模式下对安全壳完整性的保持和对裂变产物源项的滞留能力。研究表明:该通风模式可以有效保持安全壳的完整性,同时,对裂变产物源项也有一定的滞留能力。     

典型严重事故非能动安全壳冷却系统效果分析

先进压水堆采用非能动安全壳冷却系统(PCCS)在事故下维持安全壳完整性,包括重力喷洒形成安全壳外部水膜冷却和空气冷却流道中空气对流传热。针对严重事故下PCCS效果研究,建立了非能动压水堆安全壳及非能动安全壳冷却系统的传热分析模型(包括对流传热及蒸发/冷凝传热),并耦合反应堆主系统模型及专设安全设施模型。通过与西屋公司PCCS大尺度试验结果的比对验证了模型的可用性,进而针对非能动先进压水堆选取全厂断电、热段小破口失水始发事故作为典型严重事故序列,模拟了事故进程、主系统响应及安全壳的响应,分析了PCCS对安全壳的降温、降压作用。结果表明,安全壳压力72h内未超过安全限值,保持安全壳完整性。     

压水堆核电厂安全壳过滤排放系统卸压策略分析

压水堆核电厂可采用过滤排放的方式来应对严重事故下安全壳超压失效的风险。本文采用一体化事故分析程序,建立了压水堆(PWR)核电厂大型干式安全壳节点模型以及过滤排放通道模型,选取全厂断电(SBO)始发的严重事故序列,分别计算了无安全壳过滤排放的工况、过滤排放系统(EUF)在安全壳压力上升到安全壳设计压力0.52 MPa(a)时启动但不关闭工况下,安全壳的压力情况以及放射性物质向外释放的量。并分析EUF不同开启压力0.52 MPa(a)/0.625 MPa(a)/0.73 MPa(a),不同关闭压力0.30 MPa(a)/0.35 MPa(a)/0.40 MPa(a)对安全壳卸压的影响,分析表明:EUF系统的投入可以在避免安全壳超压失效的同时,有效减少气溶胶类放射性物质的释放;EUF关闭整定值较高时,相同时间段内开启次数相应增加,向环境的放射性释放量也较少;提高EUF的开启压力,会延迟放射性物质向环境释放的时间。     

严重事故下安全壳内氢气浓度场分布影响因素的初步研究

利用计算流体力学程序FLUENT和GASFLOW，采用不同的湍流模型，研究了核电站严重事故下氢气在安全壳内的传输与混合过程。计算结果表明，FLUENT中的RNGk-ε模型能够较好的模拟氢气的质量扩散，动量扩散和湍流脉动特征；FLUENT中的标准k-ε模型和GASFLOW中的k-ε模型能得到工程上可以接受的计算结果；而GASFLOW中代数模型未能较好地模拟氢气的质量扩散和动量扩散，氢气的浓度场分布与其他模型的计算结果存在较大的差别。同时，本文对混合气体中的水蒸汽浓度和气体的质量流速对安全壳内氢气浓度分布的影响进行了初步研究。研究表明，破口气体的密度和流速是影响氢气浓度场的重要因素；混合气体密度越小、流速越大，则有更大的浮力和初始动量作用于气体。湍流模型的选择和对浮力驱动的湍流射流的模拟是影响严重事故下氢气在安全壳内的分布模拟结果的重要因素。     

秦山核电厂安全壳热工水力计算分析

应用CONTEMPT-LT/028,CONTEMPT-4/MOD3和COMPARE三个安全壳热工水力分析程序,对秦山核电厂主蒸汽管道破裂事故和失水事故的响应进行了计算分析,并根据计算结果对秦山核电厂安全壳作了评价。     

压水堆核电厂严重事故对策

描述了严重事故的过程和现象，分析了严重事故管理。系统地介绍了西屋用户集团（WOG）严重事故管理技术基础和构成：严重事故管理导则（SAMG）的主控室导则、技术支持中心（TSC）使用导则、计算辅助导则和退出导则。归纳了西屋事故对策的整体逻辑，并对我国开展严重事故对策研究提出建议。     

SAMEX: A severe accident management support expert

A decision support system for use in a severe accident management following an incident at a nuclear power plant is being developed which is aided by a severe accident risk database module and a severe accident management simulation module. The severe accident management support expert (SAMEX) system can provide the various types of diagnostic and predictive assistance based on the real-time plant specific safety parameters. It consists of four major modules as sub-systems: (a) severe accident risk data base module (SARDB), (b) risk-informed severe accident risk data base management module (RI-SARD), (c) severe accident management simulation module (SAMS), and (d) on-line severe accident management guidance module (on-line SAMG). The modules are integrated into a code package that executes within a WINDOWS XP operating environment, using extensive user friendly graphics control. In Korea, the integrated approach of the decision support system is being carried out under the nuclear R&D program planned by the Korean Ministry of Education, Science and Technology (MEST). An objective of the project is to develop the support system which can show a theoretical possibility. If the system is feasible, the project team will recommend the radiation protection technical support center of a national regulatory body to implement a plant specific system, which is applicable to a real accident, for the purpose of immediate and various diagnosis based on the given plant status information and of prediction of an expected accident progression under a severe accident situation.     

严重事故分析程序

严重事故过程可分为堆芯解体、压力容器熔穿、安全壳失效三阶段，裂变产物随之释放。严重事故分析程序有两类，系统性程序与机理性程序。系统性程序能计算完整的事故序列，机理性程序偏重事故进程的局部细节。主要介绍系统性程序STCP、MELCOR、ASTEC与机理性程序RELAP5／SCDAP、VICTORIA、CONTAIN。     

CPWR640核电站严重事故的考虑

ＣＰＷＲ６４０核电站是由中国核动力学研究设计院（ＮＰＩＣ）和上海核工程研究设计院（ＳＮＥＲＤＩ）联合开发的６４０ＭＷ两环路压水堆核电站,该核电站比现有核电站更高的安全目标,严重事故管理已作为电站设计工作的一部分加以考虑,本文简要介绍了在ＣＰＷＲ６４０概念设计过程中对严重事故的考虑。     

压水堆核电站严重事故下的设备鉴定

本文给出了压水堆核电站严重事故下设备鉴定研究的基本内容和研究结果。对需鉴定设备的确定原则,鉴定环境条件包括压力、温度及辐照剂量的确定方法,以及设备鉴定建立的过程进行了详细的讨论和分析。        

先进堆严重事故对策

为了借鉴国外经验以推动我国严重事故研究的开展和提高核能利用的安全性,为了了解国外严重事故研究的开展状况、研究前沿、研究成果及应用,需要对国外严重事故研究进行考察。考察表明,自三哩岛事故后,国际上对严重事故及其管理措施进行了全面深入的研究,对其过程、现象有了较完整的认识。在此基础上,核电站设计从理论到实践都有了很大的改进,先进堆严重事故对策体系已经形成。但是由于严重事故不易验证,对其物理机制的认识还     

秦山核电厂ATWS及其处置研究

利用RELAP5/MOD2程序对秦山核电厂几种典型的ATWS进行了分析计算,对该厂主给水丧失ATWS后失去全部给水事故及其处置作了研究。结果可为秦山核电厂应急运行规程的研制提供技术依据。     

Analysis of hydrogen flame acceleration in APR1400 containment by coupling hydrogen distribution and combustion analysis codes

This study was conducted as part of the construction of an integrated system to mechanistically evaluate flame acceleration characteristics in a containment of a nuclear power plant during a severe accident. In the integrated analysis system, multi-dimensional hydrogen distribution and combustion analysis codes are used to consider three-dimensional effects of the hydrogen behaviors. GASFLOW is used for the analysis of a hydrogen distribution in the containment. For the analysis of a hydrogen combustion in the containment, an open-source CFD (computational fluid dynamics) code OpenFOAM is chosen. Data of the hydrogen and steam distributions obtained from a GASFLOW analysis are transferred to the OpenFOAM combustion solver by a conversion and interpolation process between the solvers. The combustion solver imports the transferred data and initializes the containment atmosphere as an initial condition of a hydrogen combustion analysis. The turbulent combustion model used in this study was validated by evaluating the F22 test of the FLAME experiment. The coupled analysis method was applied for the analysis of a hydrogen combustion during a station blackout accident in an APR1400. In addition, the characteristics of the flame acceleration depending on a hydrogen release location are comparatively evaluated.