[發(fā)明專利]核電廠嚴重事故對策計算分析方法

有效

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• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN103366047A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設計）人: 王世民;劉建平;元一單;陳巧艷;詹經祥;陳耀東;汪俊;韓曉峰;趙博;孫鳳;堵樹宏
• 申請（專利權）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

技術領域

本發(fā)明涉及核電廠設計技術，具體涉及一種核電廠嚴重事故對策計算分析方法。

背景技術

盡管核電站發(fā)生嚴重事故的概率很低，但到目前為止，歷史上已發(fā)生多起嚴重事故。美國三哩島事故、前蘇聯(lián)切爾諾貝利事故以及包括最近發(fā)生的由于地震和海嘯引起的福島第一核電站嚴重事故，這對各國核電發(fā)展戰(zhàn)略和政治決策產生了深遠的影響，并由此受到全球核安全當局和國際原子能機構的廣泛關注。各國都認識到不能完全排除嚴重事故發(fā)生的可能性，但其中最重要的一條就是要加強核電廠應對嚴重事故的能力。

目前在役的核電站（如大亞灣核電站、秦山核電站）一般只考慮設計基準事故的應對能力，并沒有考慮嚴重事故工況下的預防和緩解措施。核電廠嚴重事故對策計算分析，就是針對嚴重事故過程中危及安全殼功能的主要現象建立計算分析模型，對嚴重事故的發(fā)展過程及主要現象進行計算分析，確定出工程實際中可能采取的預防與緩解措施，并對嚴重事故的預防與緩解措施進行驗證計算及有效性評價，從而為核電廠的總體安全提供一個全面的診斷和系統(tǒng)分析。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對國內現有核電廠缺乏應對嚴重事故的能力及預防緩解措施，提供一種核電廠嚴重事故對策計算分析方法，從而解除嚴重事故對核電廠安全殼產生的嚴重威脅，保證核電廠及周圍公共環(huán)境的安全。

本發(fā)明的技術方案如下：一種核電廠嚴重事故對策計算分析方法，包括如下步驟：

（1）選取確定可能導致嚴重事故的重要事件序列；

（2）選取確定嚴重事故計算分析程序，建立核電廠安全殼內嚴重事故計算分析模型；

（3）模擬分析嚴重事故進程，對所確定的可能導致嚴重事故的重要事件序列進行計算分析；

（4）通過對嚴重事故發(fā)展過程的定量計算和現象分析，確定工程實際可采取的預防與緩解措施；

（5）對采取了預防與緩解措施之后的嚴重事故工況重新進行分析計算，對所確定的嚴重事故緩解措施進行驗證計算分析和有效性評價。

進一步，如上所述的核電廠嚴重事故對策計算分析方法，步驟（1）中確定了11個可能導致嚴重事故的重要事件序列，包括：

一回路管道小破口+低壓安注再循環(huán)失效；

一回路管道小破口+高壓低壓直接安注失效；

一回路管道中破口+安全殼噴淋直接注入失效；

主蒸汽管道大破口疊加1根或2根蒸汽發(fā)生器傳熱管斷裂；

蒸汽發(fā)生器1根傳熱管斷裂+穩(wěn)壓器噴淋失效；

雙相中間停堆工況全廠斷電計算分析；

功率運行工況全廠斷電計算分析；

功率運行工況喪失壓空+輔助給水失效+未能及時進入H2規(guī)程；

功率運行工況喪失壓空+輔助給水失效+安全殼噴淋再循環(huán)失效；

一回路微開口的維修冷停堆工況可隔離的維修破口；

一回路管道大破口+高壓低壓直接安注失效。

進一步，如上所述的核電廠嚴重事故對策計算分析方法，步驟（2）中所述的嚴重事故計算分析程序為一體化嚴重事故分析程序MELCOR程序，計算分析模型模擬900MW核電機組的反應堆堆芯、一回路系統(tǒng)、二回路系統(tǒng)、堆坑、安全殼空間及相關專設安全設施。

進一步，如上所述的核電廠嚴重事故對策計算分析方法，步驟（3）中計算分析所涉及到的主要嚴重事故現象包括：

事故下反應堆堆芯、反應堆堆坑、一回路、二回路及安全殼隔室的熱工水力響應；

堆芯裸露下的過熱，氧化反應及氫氣的產生，包殼失效及間隙釋放、堆芯材料的熔融和坍塌；

堆內構件的熔融和遷移，壓力容器下封頭的熔穿；

堆坑混凝土結構的軸向及徑向熔蝕；

安全殼直接加熱；

安全殼內氫氣等可燃氣體的燃燒和燃爆。

進一步，如上所述的核電廠嚴重事故對策計算分析方法，步驟（4）中通過對嚴重事故發(fā)展過程及重要現象的計算和分析，在核電廠發(fā)生嚴重事故的過程中，重點關注的過程現象應為：高壓熔堆、氫氣燃燒及安全殼緩慢超壓；針對嚴重事故所采取的緩解措施包括：

實施穩(wěn)壓器安全閥延伸功能，防止高壓熔堆導致安全殼直接加熱；

設置安全殼消氫系統(tǒng)，防止氫燃及氫爆對安全殼的威脅；

設置安全殼過濾排放系統(tǒng)，防止安全殼晚期超壓失效。

進一步，如上所述的核電廠嚴重事故對策計算分析方法，步驟（5）中所述的分析內容包括：

防止高壓熔堆緩解措施的分析論證；

消氫緩解措施的分析論證；