[發明專利]一種核電站安全殼環形空間設計壓力限值的確定方法

有效

• 申請號: 201710158881.3
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN107092717B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 溫華;郭靜濤;苑曉東;劉鵬飛;戴一輝;孫立臣
• 申請（專利權）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 任曉航;周敏毅

技術領域

本發明屬于核電站安全設計技術領域，涉及一種核電站安全殼環形空間設計壓力限值的確定方法。

背景技術

目前國產第三代的核電安全技術采用了雙層安全殼設計。安裝、預埋在安全殼墻體內的貫穿件、隔離裝置、人員閘門、設備閘門等，受材料、施工等因素影響，在安裝結束后，會存在一定的縫隙。為防止安全殼內放射性物質從縫隙泄漏，需在兩層安全殼的環形空間內設置通風系統，保證通過外層安全殼潛在縫隙滲透的氣流方向是由外至內。因此，維持安全殼環形空間與室外環境合理的壓差值是保證放射性物質不通過外層安全殼潛在縫隙滲透至室外環境的關鍵。

影響安全殼環形空間設計壓力的因素有兩個，一是安全殼外壁狹縫處壓力，二是安全殼環形空間與外壁狹縫處之間的壓差。安全殼外形較復雜，難以用經驗公式準確確定安全殼外壁狹縫處的壓力值。當安全殼環形空間壓力大于等于外層安全殼外壁狹縫處的壓力值時，內部放射性物質在擴散作用下，則會通過外層安全殼墻體上潛在縫隙泄漏至外部環境中。因此，為保證安全殼環形空間與安全殼外壁合理的正壓差，必須合理設計確定安全殼環形空間內的壓力限值。

發明內容

本發明的目的是針對核電站安全設計的要求，提供一種核電站安全殼環形空間設計壓力限值的確定方法，以解決現有經驗公式確定安全殼外壁狹縫處的壓力值不準確，造成安全殼環形空間壓力限值設計達不到非常安全、可靠的技術問題。

為實現此目的，在基礎的實施方案中，本發明提供一種核電站安全殼環形空間設計壓力限值的確定方法，所述的方法依次包括安全殼外壁縫隙處壓力值的確定步驟及安全殼環形空間與安全殼外壁壓差的確定步驟，其中所述的安全殼外壁縫隙處壓力值的確定步驟采用CFD計算模型。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種核電站安全殼環形空間設計壓差限值的確定方法，其中所述的安全殼外壁縫隙處壓力值的確定步驟包括如下子步驟：

(1)利用CFD計算模型，進行網格劃分，設置初始條件、模型參數，進行數值模擬；

(2)提取、處理計算結果，確定安全殼外壁面一定范圍內的平均壓力值；

(3)通過比對分析，確定安全殼外壁面縫隙處壓力的最小值。。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種核電站安全殼環形空間設計壓差限值的確定方法，其中所述的安全殼環形空間與安全殼外壁壓差的確定步驟包括如下子步驟：

(1)建立模型，確定放射性物質濃度與擴散效應的關系，從而計算放射性物質濃度、放射性物質擴散通量、對流通量；

(2)建立模型，計算沿程阻力、總阻力，給出流速-壓差關系；

(3)確定安全殼環形空間與安全殼外壁壓差限制，并由此確定安全殼環形空間設計壓力限值。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種核電站安全殼環形空間設計壓差限值的確定方法，其中為確定放射性物質濃度與擴散效應的關系所建立的模型為放射性物質輸運模型。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種核電站安全殼環形空間設計壓差限值的確定方法，其中為計算沿程阻力、總阻力所建立的模型為水力計算模型。

本發明的有益效果在于，利用本發明的核電站安全殼環形空間設計壓力限值的確定方法，可較傳統經驗公式估算更為精確地確定安全殼外壁狹縫處的壓力值；并通過建立的放射性物質輸運模型，可分析外層安全殼縫隙的流態特性。通過以上兩種改進，能更為準確的獲取安全殼環形空間與安全殼外壁的壓差，從而使安全殼環形空間壓力限值設計更安全、可靠。

附圖說明

圖1為示例性的本發明的核電站安全殼環形空間設計壓力限值的確定方法的流程框圖。

圖2為放射性物質在外層安全殼縫隙中輸運模型的簡化原理示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式作出進一步的說明。

示例性的本發明的核電站安全殼環形空間設計壓力限值的確定方法的流程如圖1所示(其中放射性物質輸運模型的簡化原理如圖2所示)，包括如下步驟。

(1)安全殼環形空間設計壓力限值計算公式為p_in＝p_out-Δp，其中，p_in為安全殼環形空間設計壓力的限值，p_out為安全殼外壁縫隙處的壓力平均值，Δp為安全殼外壁與環形空間的壓差；

(2)安全殼外壁縫隙處壓力平均值計算方法：

a.采用k-ε湍流模型模擬外層安全殼外部的流動和壓力分布。