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核电厂停堆工矿下事故及其处置研究

杜春  
【摘要】:在核电厂的安全研究中,通常着重研究功率运行下的瞬态和事故,而对停堆工况下 的安全问题研究较少。近年来,核电厂停堆工况下发生了儿起典型事故,这些事故具有 可能导致堆芯损坏的严重后果的特性,这引起了人们对此类事故的重视和研究。 本文主要围绕核电厂停堆工况下的安全问题开展研究,采用确定论的方法对我国秦 山核电厂停堆工况下的事故及其处置进行了分析研究,并提出了事故处置措施。分析了 两类事故:余热排出系统失效事故和意外硼稀释事故。 选定秦山核电厂为计算对象,假定电厂处于环路半充水的冷停堆工况,采用热工水 力系统瞬态分析程序RELAPS/MOD2,对失去余热排出系统后电厂的热工水力响应进行 模拟计算(主要是堆芯和一回路的响应)。计算结果表明,在丧失余热排出系统冷却后大 约1040秒,堆芯上部即开始裸露,大约3380秒堆芯温度快速上升,如果没有缓解措施, 将导致堆芯损坏;在执行缓解措施的情况下,假定在30分钟启动投入安注,此后堆芯水 位能及时得到恢复,堆芯温度陡升的现象不再发生,从而可避免堆芯的损坏。即操纵员 可以有30分钟的时间米采取措施缓解事故。 对于意外硼稀释事故,应用RELAPS/MOD2程序计算了热停堆工况下的快速硼稀释 事故。计算结果表明,该事故进程非常迅速,事故后果也很严重。在低硼浓度水团己经 形成的情况下,主泵再启动后大约10秒左右,该水团将穿过堆芯,使堆芯反应性迅速增 加,如果堆芯达到临界,堆芯功率将快速增长,并可能造成燃料元件的损坏。根据不同 的硼浓度,计算得到的临界水团体积从2m~3到5m~3不等。 对上述两种典型事故的分析结果及结论可实际应用于秦山核电厂停堆工况下事故管 理中,同时对我国其他核电厂的停堆工况下事故管理也具有指导意义。


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