压水堆核电厂安全壳过滤排放系统卸压策略分析

压水堆核电厂可采用过滤排放的方式来应对严重事故下安全壳超压失效的风险。本文采用一体化事故分析程序,建立了压水堆(PWR)核电厂大型干式安全壳节点模型以及过滤排放通道模型,选取全厂断电(SBO)始发的严重事故序列,分别计算了无安全壳过滤排放的工况、过滤排放系统(EUF)在安全壳压力上升到安全壳设计压力0.52 MPa(a)时启动但不关闭工况下,安全壳的压力情况以及放射性物质向外释放的量。并分析EUF不同开启压力0.52 MPa(a)/0.625 MPa(a)/0.73 MPa(a),不同关闭压力0.30 MPa(a)/0.35 MPa(a)/0.40 MPa(a)对安全壳卸压的影响,分析表明:EUF系统的投入可以在避免安全壳超压失效的同时,有效减少气溶胶类放射性物质的释放;EUF关闭整定值较高时,相同时间段内开启次数相应增加,向环境的放射性释放量也较少;提高EUF的开启压力,会延迟放射性物质向环境释放的时间。

典型安全壳过滤排放系统介绍及其差异分析

安全壳过滤排放系统是核电站应对严重事故的有效缓解措施之一,对几种典型的安全壳过滤排放系统进行了介绍及差异分析;金属纤维过滤器与载银沸石吸附器结合型、高速滑压文丘里洗涤过滤型安全壳过滤排放系统的性能较为优越,尤以高速滑压文丘里洗涤过滤型安全壳过滤排放系统已成为发展趋势;载银沸石过滤单元可提高安全壳过滤排放系统去除有机碘的效率,模块化的设计为国内在役标准高速滑压文丘里洗涤过滤型安全壳过滤排放系统增设该过滤单元提供了便利,建议探讨改进的可行性。

安全壳过滤排放系统容量确定

通过研究安全壳过滤排放系统功能、方案、法规标准要求,进行全面、详细的分析计算,包括PCS不可用以及1列PCS可用、不同气体排量等多种假设和工况,综合考量压力控制能力和考虑产品的成熟性,确定安全壳过滤排放系统的排量为4 kg/s(0.52 MPa)。为安全壳过滤排放系统设计、采购、研发提供输入条件。

安全壳过滤排放系统实验用气溶胶的确定及相关参数的选取

为了满足安全壳过滤排放系统的气溶胶过滤性能测试实验的要求,进行实验用气溶胶选取的方案研究。对安全壳内气溶胶实际特性进行计算评估,得出严重事故后安全壳内气溶胶的特性随时间的变化规律。综合考虑分析结果和国外的研究成果,确定实验用气溶胶为BaSO4、TiO2。实验用气溶胶的配送压力为0.1~0.65 MPa;主管道浓度为50~900 mg/m3,气溶胶质量中值直径为1μm,粒径分布的几何标准偏差为1~2。

安全壳过滤排放系统中固体粉末气溶胶发生装置设计与性能研究

在进行安全壳过滤排放系统对气溶胶过滤性能的测试实验时,针对现有固体粉末气溶胶发生装置不能用于高压配送系统的缺点,本文设计了一种能够应用于高压系统、黏性粉末配送的双筒多级流化循环型气溶胶发生装置,它不仅能够配送满足要求的气溶胶,还实现了高压在线连续供粉功能。经过实验验证,气溶胶配送量的相对误差在15%以内,满足研究要求。

安全壳过滤排放系统泄漏检测试验研究

通过对核电站安全壳过滤排放系统的工况分析及泄漏检测方案的研究,为该系统的外泄漏检测提供一种检测方案。

CPR1000核电厂安全壳过滤排放系统的设计改进

结合中国改进型百万千瓦级压水堆(CPR1000)核电厂工程实际,从提升安全壳过滤排放系统(EUF)在严重事故后的可用性,以及提高核电机组的安全可靠性两方面进行研究,提出CPR1000核电厂EUF系统设计改进方案,分析总结EUF系统改进要点。通过新增一套系统及改进系统的布置方式,增强系统运行的独立性以及提升系统抗震性能。同时分析系统设计改进造成的影响并提出相应对策。

基于风险指引方法的过滤排放系统改进分析

HAF102-2016提出必须在核动力厂的整个设计过程中进行全面的确定论安全评价和概率论安全评价。使用概率论分析方法评价电厂安全性,可以有效识别电厂设计中的薄弱环节和风险代价,进而为设计的优化改进指引方向。在设计阶段应用概率安全分析方法,可以从安全评价和风险见解的角度为设计改进提供一套评价方法和流程。参考风险指引方法在技术规格书优化、管道在役检查、风险监测器开发等活动中的应用,结合三代核电厂设计中的概率安全分析方法应用,文章总结了一套基于风险指引的严重事故缓解措施设计改进评价方法。基于该方法,识别出三代核电厂安全壳过滤排放系统在严重事故缓解中的定位变化。通过确定论和概率论相结合的风险指引方法分析,从技术评价的角度上取消安全壳过滤排放系统的设计改进是可行的。

微流体惯性撞击器气溶胶过滤行为研究

微流体惯性撞击器可作为安全壳过滤排放系统的第一级过滤装置,实现严重事故后安全壳快速泄压并对壳内放射性气溶胶进行初效过滤。为了探究惯性撞击器内气溶胶的过滤行为,开展可视化实验对气溶胶在惯性撞击器内的沉积分布进行研究。研究表明,可视化实验能反映撞击器内气流流向及气溶胶运动轨迹。气溶胶在过滤单元处的沉积位置主要集中在过滤单元的上表面及微流道的内壁面,过滤效率可达60%以上。同时,由于撞击器通道表面特性随气溶胶的沉积而改变,容尘条件下的气溶胶过滤效率逐渐增加。而当惯性撞击器内载气流速大于临界值时,过滤效率会因气溶胶的再悬浮而降低。

文丘里洗涤过滤型FCVS性能评价述评及建议

通过调研对国内外文丘里洗涤过滤型FCVS性能评价进展进行了阐述与比较,指出国内开展文丘里洗涤过滤型FCVS出厂性能评价不全面,需进一步开展相关性能评价技术研究;FCVS在现场的安装质量如何,随着时间的推移性能变化如何,并未开展试验验证,结合法规要求等,建议开展FCVS现场试验评价技术的研究。

自吸式文丘里水洗器引射特性研究

以安全壳过滤排放系统中的自吸式文丘里水洗器为研究对象，采用空气和水为工质，在不同空气流量、液位及系统压力下对文丘里水洗器的引射特性进行实验研究。结果表明，随着喉部气相折算流速（简称喉部流速）的增加，吸液口两侧压差近似呈抛物线规律增长，引射量线性增加。压力容器内的液位对引射特性的影响与其相对于文丘里水洗器出口的位置有关，当液位低于文丘里水洗器出口时，随着液位的提升，引射量获得明显的提高，并随喉部流速的变化表现出分区效应，喉部流速较低时，增加液位对于改善引射量更加有效；当液位在文丘里水洗器出口以上变化时，对引射量几乎无影响。压力是影响自吸式文丘里水洗器引射特性的重要因素，这主要归因于气体密度的变化，在0～150 kPa范围内，随着压力的提升，引射量得到明显改善，且在高喉部流速区域压力变化对引射量的影响较在低喉部流速区域更加显著。

气溶胶取样测试技术研究与实验验证

气溶胶过滤效率是衡量安全壳过滤排放系统性能的重要指标.以安全壳过滤排放系统的研制为背景,针对高温空气和水蒸汽混合介质条件下的固体粒子气溶胶取样及测试技术进行研究,解决了水蒸汽存在条件下气溶胶的取样测量中存在的问题,设计完成了一套可用于安全壳过滤排放系统气溶胶过滤效率检测的取样测试系统.通过多角度对比和实验分析,最终确定了采用疏水性聚四氟乙烯滤膜能够满足混合气体的采样需求.此外实验中发现滤膜的吸湿性和静电效应对测量的准确性影响较大,而采用滤膜恒重和使用铝箔纸的方法能有效解决该问题,提高测量的准确度.在此基础上,完成了取样测试回路的实验验证,并对结果进行了不确定度分析,证明了本套系统能够满足实验需求.

气态甲基碘去除特性实验研究

以安全壳过滤排放系统对甲基碘的去除性能为背景,分别以去离子水和碱性硫代硫酸钠溶液为吸收剂,对不同吸收剂温度和浓度条件下的甲基碘去除过程进行实验研究,并在此基础上分析物理传质和化学反应两种机制对甲基碘气体去除过程的影响。结果表明:室温条件下,碱性硫代硫酸钠溶液对甲基碘气体的去除作用主要以物理传质过程为主,化学反应速率较慢是限制甲基碘气体去除效率的主导因素;随着温度的增加,化学反应在甲基碘气体去除过程中的作用不断加强。当化学反应速率增加至某一值附近时,继续强化化学反应过程对甲基碘气体去除效率不再具有明显影响,吸收过程进入化学反应不敏感区域,物理传质速率成为限制甲基碘气体去除过程的主要因素。这时需通过增加气液接触面积等方法强化物理传质过程,方能进一步提升对甲基碘气体的去除效果。