核电厂继发丧失厂外电源事件风险研究

继发丧失厂外电源事件是一类特殊的核电厂始发事件,核电机组如位于较小规模的电网中,其自身的事故紧急停堆将有可能引起所在电网失稳,从而带来事故叠加外电网丧失的风险。因此当核电机组处于典型的“大机小网”系统时,核电厂继发丧失厂外电源风险不可忽视。本文采用概率安全分析方法,探讨了继发丧失厂外电源的风险,对比了不同反应堆型、不同联网模式下继发丧失厂外电源导致的功率工况内部事件堆芯损坏频率,并给出了核电厂在运行和管理方面的建议。

国内核电厂丧失厂外电源始发事件频率分析及风险评价

丧失厂外电源(LOOP)是核电厂概率安全分析(PSA)中一个重要的始发事件。本文首先介绍了基于运行经验的始发频率分析方法,然后根据国内核电厂数据进行初步分析并与通用数据比较,最后以一个能动核电厂为例分析LOOP对堆芯损伤频率(CDF)的影响。分析表明,在功率运行工况下国内核电厂LOOP始发频率要明显低于通用数据(约为1/3),而停堆工况下的频率则接近。LOOP事件是影响核电厂风险的重要因素,本文的分析可为形成国内通用的LOOP始发频率提供参考。

熔盐堆丧失厂外电源事故的概率安全评价

以熔盐堆丧失厂外电源(Loss of offsite power,LOOP)为例,采用概率安全评价(Probabilistic safety assessment,PSA)程序Risk Spectrum对其进行PSA分析,同时假设一回路没有任何阀门,且设备可靠性数据基于现有成熟电站设备的可靠性数据,得到了熔盐堆LOOP事故引发的放射性物质向堆芯释放的事故序列及其频率。结果表明,熔盐堆LOOP事故引发的放射性物质向堆芯的释放频率为2×10-11/(堆·年),获得了不确定性分析的点估计和区间估计,重点找出了对LOOP事故引发的放射性物质向堆芯的释放频率贡献最大的因素是反应堆舱室冷却功能失效,为后期熔盐堆系统的设计与改进提供了有效的帮助。

核电厂丧失厂外电源对汽轮机事故停机的影响评价

本文采用保守的分析方法,评价了在巴基斯坦卡拉奇核电项目中丧失厂外电源对汽轮机事故停机的影响,包括对堆芯完整性及反应堆冷却剂系统压力边界完整性进行评估。结果表明,堆芯最小偏离泡核沸腾比高于安全分析限值,一回路压力峰值低于相应的压力限值,从而证明了该核电厂的设计可以确保汽轮机事故停机叠加丧失厂外电源事件的结果满足安全准则要求。

核电厂丧失厂外电的经验反馈

核电厂厂用电系统的功能是为核电厂设施提供安全可靠的电源,核电厂供电安全对核安全至关重要。福岛第一核电厂就是在丧失厂用电及最终热阱的情况下发生了严重的核事故。厂用电系统具备两列相互独立的厂外电源作为工作电源和辅助电源。文章通过收集国内外运行核电厂丧失厂外电事件,对运行核电厂丧失厂外电的机组状态、事件发生原因进行了分析,提出了应对厂外电失效的改进措施和建议。

CARR热工水力与安全分析程序TSACC的开发与验证

针对中国先进研究堆(CARR)的具体结构和运行特点,利用Fortran程序设计语言开发了CARR热工水力安全分析程序TSACC(Thermal-hydraulic and Safety Analysis Code for CARR)。TSACC完全采用模块化结构设计,便于二次开发,可应用于多种事故工况及其他堆型的分析计算。基于程序验证的基本思想,分别利用TSACC和商用程序RELAP5/Mod3对CARR丧失厂外电源事故工况进行了计算。得到了堆芯平均通道以及最热通道内冷却剂流量、温度和最小偏离泡核沸腾比(MDNBR)等参数的瞬态响应。将TSACC计算结果与RELAP5/Mod3计算结果进行比较、分析后发现:除冷却剂发生倒流前后二者计算结果相差较大外,总体吻合较好。局部值差别较大的主要原因是两个程序在低流速区域选用的换热公式不同。程序验证结果表明了TSACC的准确性和适用性。

CEPR多重厂内电源配置与核安全

CEPR型压水堆核电厂采用了世界上先进的三代核电技术,其核安全保障特别体现在CEPR的电气系统设计方面。CEPR电源系统配置的多重厂内应急电源,达到了冗余性、多样性和独立性的各项要求,满足纵深防御原则。在核岛安全电源方面,不同层级的应急电源配置足以应对全部的设计基准工况和设计延伸工况,在丧失厂外电源事故情况下的安全分析充分证明了其核安全特性。

某滨海EPR项目核岛HVAC丧失分析及措施

HVAC不可用将导致1列或2列的电气和仪控设备因房间温度失控快速失效,蓄电池模式下供电设备也将丧失功能,突破FSAR中事故分析边界。本文以安全厂房电气间通风系统DVL为代表,从DBC叠加LOOP、PM、SF等42种工况中选取了5种同类分析结果的代表工况对HVAC丧失进行分析论证,以及DEC-A工况下HVAC丧失进行分析论证,并明确相关措施以确保房间温度控制在允许范围内,保证DBC事件以及DEC-A事件管理所需的安全设备正常运行,进而确保FSAR事故分析边界依然成立。

参数经验贝叶斯方法在始发事件频率统计中的应用

采用参数经验贝叶斯(PEB)方法,对国内核电机组丧失厂外电源(LOOP)始发事件(IE)频率进行统计分析,得到该始发事件频率的先验分布(总体分布)和各机组的后验分布。与其他常用方法—极大似然估计、Jeffreys无信息先验分布方法的比较表明,参数经验贝叶斯方法能够处理不同数据源,将其集合形成更大样本,在生成先验分布的过程中能够体现不同数据源的差异,在处理通用数据方面有显著优势。