[發明專利]一種反應堆冷超壓穩壓器安全閥閾值計算方法

有效

• 申請號: 201911059320.3
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110826217B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 王明軍;梁禹;秋穗正;田文喜;蘇光輝
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G21C15/12;G06F119/14;G06F111/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種反應堆冷超壓穩壓器安全閥閾值計算方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：獲取冷超壓事故所涉及的反應堆一回路系統及其相關輔助系統初始參數和邊界條件，劃分控制體并制作節點圖，利用核反應堆熱工水力系統分析程序建立反應堆熱工水力計算模型；

步驟2：通過反應堆標準運行穩態及瞬態工況驗證所述反應堆熱工水力模型是否滿足計算精度，穩態工況下，各主要系統或設備中工質的主參數以及主要控制對象的參數誤差不超過2％，瞬態工況誤差不超過5％；若不滿足，則返回步驟1，重新檢查初始參數和邊界條件的設置，調整計算模型；

步驟3：為了判斷冷超壓事故瞬態中反應堆是否滿足超壓保護的要求，需要給定反應堆允許的運行壓力范圍，所述允許的運行壓力范圍包括壓力上限和壓力下限兩個部分；

步驟4：冷超壓事故分為兩類，包括質量引入瞬態和能量引入瞬態，為了使計算的結果足夠保守，所述兩種瞬態的初始條件和始發事件均為最極端的情況，即極限質量引入瞬態和能量引入瞬態，分別設置所述極限質量引入瞬態和能量引入瞬態的初始工況、始發事件和事故序列，并假定一個穩壓器安全閥初始啟閉壓力設定值，開展核反應堆熱工水力系統分析程序瞬態計算；

步驟5：通過核反應堆熱工水力系統分析程序瞬態計算結果，找出反應堆壓力容器最容易發生脆斷的部位，即瞬態過程中溫度最低壓力最高的部位；通過核反應堆熱工水力系統分析程序輸出該部位瞬態壓力和溫度隨時間變化的曲線，并將這兩條曲線整合成事故瞬態P-T曲線；

步驟6：將所述事故瞬態P-T曲線與步驟3中反應堆允許的運行壓力范圍對比；首先確定安全閥最大關閉壓力值，將事故瞬態P-T曲線與壓力上限對比，若其高于或遠低于壓力上限，重新設置安全閥關閉壓力，并返回步驟5，直至找到一個合適的關閉壓力使得事故瞬態P-T曲線無限接近并低于壓力上限，且整個P-T曲線位于允許的運行壓力范圍內，記錄該最大關閉壓力值；其次確定安全閥最小開啟壓力值，將事故瞬態P-T曲線與壓力下限對比，若其低于或遠高于壓力下限，重新設置閥門開啟壓力，并返回步驟5，直至找到一個合適的開啟壓力使得事故瞬態P-T曲線無限接近并高于壓力下限，且整個P-T曲線位于允許的運行壓力范圍內，記錄該最小開啟壓力值；所述最大關閉壓力值和最小開啟壓力值即為冷超壓情況下穩壓器安全閥閾值。

2.根據權利要求1所述的一種反應堆冷超壓穩壓器安全閥閾值計算方法，其特征在于：所述反應堆一回路系統為冷卻劑系統，相關輔助系統包括化學與容積控制系統，安全注入系統，余熱排出系統三個部分。

3.根據權利要求1所述的一種反應堆冷超壓穩壓器安全閥閾值計算方法，其特征在于：所述反應堆熱工水力計算模型需通過網格無關性驗證，即在現有網格劃分基礎上增加網格量不再影響計算結果。

4.根據權利要求1所述的反應堆冷超壓穩壓器安全閥閾值計算方法，其特征在于：所述壓力上限包括反應堆實際有效運行堆年下的壓力容器P-T穩態曲線和穩壓器安全閥管道力學極限；所述壓力容器P-T穩態曲線用于防止壓力容器發生脆性斷裂；所述安全閥管道力學極限用于保證冷超壓情況下管道上的負載不會影響閥門相關管道和閥門接頭的完整性。

5.根據權利要求1所述的一種反應堆冷超壓穩壓器安全閥閾值計算方法，其特征在于：所述壓力下限為主泵運行最低壓力限制線，用于防止一號軸封的動環與靜環接觸損壞發生過量泄漏。

6.根據權利要求1所述的一種反應堆冷超壓穩壓器安全閥閾值計算方法，其特征在于：所述壓力上限和壓力下限之間的范圍小，無論如何改變安全閥設定值，反應堆允許的運行壓力范圍不能完全包含事故瞬態P-T曲線，該情況則優先和壓力上限對比，確定閥門最大關閉壓力值即可。