大型压水堆核电厂事故暂态运行特性研究

稳压 器水位， 瑚
堆芯 水 位 ／ ｍ
ｌＯ ２
（） 破 Ｉ 安 全 注 射 流 量 ｄ大 Ｉ
重 ：
。
０
１ ０ ０
２ ０ ０
３ ０ ０ ｔ ／ ｓ
４ ０ ０
５ ０ ０
６ ０ ０
Ｓ 水位， Ｇ ｍ
２ 核 电厂 失 水 事 故
核 电厂发 生 失水 事 故 时 ， 回路 压 力边 界 出现 一 了较 大 的破 口 ， 冷却 剂 从 破 口流 失 ， 当一 回路 的补
水能 力 不足 以弥补 冷却 剂 的 泄露 时 ， 堆 芯逐 渐 失 使
去冷 却 ， 导致 燃料 棒烧 毁 。利 用 Ｐ Ｔ Ａ Ｃ Ｒ Ｎ可计 算 得 到在 满功 率运行 下 ， 管段 出现 小破 口ｆ ｍ２ 中破 冷 ８ｃ ） 、
卑
（ 最￣ Ｄ ｆ ］ ＮＢ 值 破 Ｉ 积 的关 系 ） ， Ｒ ｌ
ｐ
度 不 断上 升 ， 重 时可 导致燃 料烧 毁 、 芯融 化 。因 严 堆 此 ， 型核 电机 组 与 电网 的相互影 响 不容 忽视 。 大
赠
ｔｓ ／
３ 核 电厂蒸汽 管道破 裂事故
回路 最热 区域 的饱 和压 力 ， 应 区域 会 出现 整体 相
沸 腾 ， 回路 中产 生 大 量蒸 汽 ， 得 压 力 下 降 速 率 一 使
变慢 ， 冷却 剂破 口流 量跟 随压 力变化 。
全壳 压 力上 升 速率 随着 破 口面积 的增 大 而 变快 ． 且 大 破 Ｅ 失 水 的安 全 壳 压 力 最 大 值 超 过 了安 全 限 值 ｌ
Ｏ
０
１０ ０
２ ０ ０
３ ０ ０
ｓ
Байду номын сангаас４ ０ ０
５ ０ ０
６ ０ ０
ｆ） 却 剂 泄 露 流 量 ａ冷
Ｐ Ｔ ＡＮ的主 要 数学 模 块 包括 堆 芯 动力 学 模块 、 Ｃ Ｒ 反
应 堆冷 却剂 系统 模 块 、 汽 发 生器 模 块 、 燃 料 和 蒸 核
分 级堆 芯模块 、 辐射 剂量 泄 漏计算 模块［ ８ １ 。主控 制系
一
ｔ ｜ Ｓ
（） ｇ 大破 ［ 子 通 量与 汽轮 机 功 率 ＝ ＝ 】
图 １ Ｐ Ｔ Ａ ／ Ｃ Ｒ Ｎ ＷＷ Ｅ １ ０ Ｒ ０ ０主控 界面
压力 不 断上 升 ， 着安 全壳 喷淋 系统 的投 入 ， 全 随 安 壳 的压 力逐 渐 趋 于稳定 ， 稳压 器压 力 下 降速 率 与 安
ｅ
口（０ ｍ２ 大破 口（ ０ ０ｃ ） ５ ０ｃ ） 及 ４ ０ ｍ２ 失水 事 故 时 核 电 厂 的暂 态运 行特性 （ 图 ２ 。由 图 ２可知 ： 见 ）
蝌
（ ） 冷 管 段 出 现 破 口时 ， 量 冷 却剂 迅 速从 １当 大
破 口流 出 ， １ 破 ３面积 越大 ， 冷却 剂泄 露流量 越 大 。一 旦 出现 破 口 ， 回路 压 力 迅 速下 降 ， 力 一 直 降 到 一 压
Ｏ
参数
Ｓ 压力 ， ａ Ｇ ＭＰ
８ ４ Ｏ
初始数值
Ｒ Ｓ 力／ ａ Ｃ压 ＭＰ
０
１０ Ｏ
２０ ０
３０ ０
ｆｓ ／
４０ ０
５０ ０
６０ ０
安全壳压力／ Ｐ Ｍａ ＲＳ Ｃ 平均温度， 。 Ｃ 燃料平均温度／ 。 ｃ ｓ 蒸汽流速／ ・ Ｇ （ｈ） ｔ
大值 １ ８ １ ，稳压 器 压力 的进 一 步下 降 导致 反应 ２． ％ ４
堆 紧急 停堆 ， 芯 功率 快 速下 降至 ２ ｎ 右 ， 轮 堆 ％尸 左 汽
机功 率 迅速 降 为 ０ 。破 口面 积越 大 ， 功率 峰 值越 大 ． 则 紧急 停 堆 的可 能 性越 大 。核 电机 组停 机 后 ， 网 电
ＷＷＥ ０ ０核 电机 组 是 从 俄 罗 斯 引进 的 电功 Ｒ１０
Ｏ５
室 Ｒ
埘 珊 加
０３
率 为 １０ ０ＭＷ 的 ４环路 压水 堆 ，反 应堆 热功 率 为 ６ ３０ ０ＭＷｔ ０ 。本 文 研究 其 事故 下 核 电厂 的暂 态运 行 特性 ， 采用 的参数 如表 １ 示 。 所
统 模块 功 能 主要 包括 反应 堆 功 率控 制 、 压 器压 力 稳
０ １０ ０ ２ ０ ０ ３ ０ ０
ｓ
４ ０ ０
５ ０ ０
６ ０ ０
控 制 、稳压 器水位 控 制 、 Ｇ压 力控 制 、Ｇ水 位 控制 Ｓ Ｓ
及 反应 堆保 护和 应急 堆芯 冷却控 制 。
新 能 一一 ｍ 。、 》 源 ×ｚｚ ｚ ， ｚ ｃ
故 的严重 程 度及 核 电厂 暂 态运 行 特性 ， 究 事故 对 研
核 电厂安全 运行 的影 响 。
６ ００ ００
４ ０ ００ ０ ２ ０ ００ ０
１ 核 电厂 仿 真 系统
ＰＴ Ａ ／ Ｃ Ｒ Ｎ ＷＷＥ ０ ０主控 界 面 如 图 １ 示 Ｒ１０ 所
２０ ０ ０
０１
０
１ ０ ０
２ ０ ０
３ ０ ０ ｔ ｛ ｓ
４０ ０
５０ ０
６ ０ ０
（） 全 壳 压 力 ｃ安
表１ Ｐ Ｔ Ａ ／ Ｃ Ｒ Ｎ ＷＷＥ ０ 的初始参数 Ｒ１ ０ ０
∞ Ｉ ｄ∈
１５ ０ ０ １０ ０ ０ ５ ０ ０
０５ＭＰ ， 全 壳将 承 受 最 大应 力 ， 果 事故 后 有 过 ． ａ安 如
（） ２ 降压 过程 中 ， 却剂 压 力 不 断下 降 ， 全壳 冷 安
５ ５
（ ） 破 口失 水 事 故 时堆 芯 中子 通量 产 生 了畸 ７大 变， 最大 值 高达 １８０ ％， 芯热 功 率 跟着 上 升到 最 ８． ９ 堆
失去 核 电 机组 的大 容量 功 率支 持 ， 生 较 大 功 率缺 产
额 ， 引起 电网频 率 降低 。 会
（） 电 网频 率 降低 时 ， 引起 冷 却 剂 泵 的转 ８当 会
速 降低 ， 却 剂 流 量 下 降 ， 芯 内部 积 聚 的大 量 余 冷 堆 热 和裂 变 产 物 衰 变 热 导 致 堆 芯 燃 料 温 度 和 包 壳 温