安全殼噴淋系統誤動作事故敏感性分析

馬秀歌　孫婧

【摘 要】在發生噴淋系統誤動作時，安全殼的參數對結果影響比較大，本文主要針對核電廠發生噴淋誤動作時，安全殼熱結構、安全殼初始大氣溫度和初始噴淋水溫對計算結果的影響進行分析。

【關鍵詞】噴淋；誤動作；PAREO

0 引言

安全殼屏障是防裂變產物泄漏的第三道屏障，并在“設計基準事故”的溫度和壓力條件下提供良好的密封性能。

安全殼的設計要能承受設計基準事故所引起的機械應力和熱應力。安全殼不僅要承受設計基準事故在專設安全設施運行情況下安全殼內反應堆冷卻劑系統管道瞬時雙端斷裂事故或二回路系統管道瞬時雙端斷裂事故。在RCC-P中提到安全殼還應設計成能承受相當于安全殼噴淋系統誤投入運行所造成的內部負壓。所以這個事件在安全殼設計時應該被考慮：負的設計壓差選為25kPa。雖然對系統的動作方式（手動和自動）作了研究使誤動作有一個很低的概率，可是，當安全殼噴淋系統誤動作時，造成的負壓差不應超過上述設計值。

1 計算程序簡介

計算分析采用EDF的PAREO程序進行，它可確定在一回路或二回路管道破裂事故下壓水堆安全殼壓力和溫度的變化。PAREO程序對以德國BATTELLE實驗室和美國的一些CVTR實驗為基礎的OECD標準題進行了計算：就整個過程的壓力而論和就瞬態初期的大氣溫度（峰值包含在內）而論，程序的計算值都大于測量值。程序的計算結果是保守的。

2 計算條件及假設

本文計算核電廠噴淋系統誤動作事故，核電廠以國家核安全局批準的福清核電廠1，2號機組為參考電站的基礎上進行了重大改進將單層反應堆廠房安全殼改為雙層。

計算中用到的主要參數如下：

―自由容積：62030m3；

―初始內部相對濕度：100%；

―噴淋流量： 540 kg/s（2條EAS管線運行）；

―安全殼初始壓力取最大運行壓力：0.11 MPa；

―初始內部相對濕度：100%；

―總負壓差的計算方法。

本文中計算總負壓差采用安全殼內初始壓力取最大運行壓力，通過程序計算安全殼噴淋系統誤動作情況下的安全殼內壓力的最小值，用安全殼內初始壓力減去計算的壓力最小值，計算出壓降，再加上安全殼內初始負壓差（最小運行壓力和外界壓力差）和最大測量誤差，兩者之和即為安全殼噴淋系統誤動作情況下的總負壓差。

3 計算結果及敏感性分析

計算工況

3.1 吸熱結構的敏感性分析

―考慮吸熱結構；

―不考慮吸熱結構。

計算考慮安全殼內初始45 ℃，噴淋水溫取7 ℃，計算結果如圖1：

圖1 吸熱結構敏感性分析

在有熱結構時，安全殼的負壓在774秒時達到最大0.92116E+05Pa，總負壓差為22 kPa；沒有熱結構時，安全殼的負壓在386秒時達到最大0.87190E+05Pa，總負壓差為26 kPa。

3.2 安全殼內的初始溫度的敏感性分析

―安全殼內初始溫度： 40 ℃；

―安全殼內初始溫度： 45 ℃。

計算考慮安全殼內吸熱結構，噴淋水溫取7 ℃，計算結果如圖2：

圖2 初始溫度敏感性分析

初始安全殼大氣溫度為40℃時，安全殼的負壓在672秒時達到最大0.95288E+05Pa，總負壓差為17 kPa；初始安全殼大氣溫度為45℃時，安全殼的負壓在774秒時達到最大0.92116E+05Pa，總負壓差為22 kPa。

3.3 噴淋初始水溫敏感性分析

―噴淋水溫： 0 ℃；

―噴淋水溫： 7 ℃。

計算考慮安全殼內吸熱結構，安全殼內初始40 ℃，計算結果如圖3：

圖3 初始噴淋水溫敏感性分析

初始噴淋水溫度為0℃時，安全殼的負壓在820秒時達到最大0.89690E+05Pa，總負壓差為24 kPa；初始噴淋水溫度為7℃時，安全殼的負壓在774秒時達到最大0.92116E+05Pa，總負壓差為22 kPa。

4 結論

通過計算可以看出安全殼熱結構、安全殼初始大氣溫度和初始噴淋水溫對安全殼的負壓計算影響很大，沒有熱結構，增加初始安全殼溫度或者減低噴淋水溫都有可能使得安全殼的總負壓超過設計值。

【參考文獻】

[1]PAREO程序使用說明[S].

[2]嶺澳核電廠安全分析報告[R].

[責任編輯：楊玉潔]