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1、 表 2从堆腔室底标高淹至主管道底标高需要淹没的容积 区域 高度 面积 m 容积 m 一 7 5 0 0 m 1 O 0 0 m 1 9 6 l 2 7 4 i 0 0 0 m 2 4 8 0 m l 3 6 4 7 3 堆腔 室 2 4 8 0 m 3 1 7 0 m 3 0 2 2 0 8 7 5 0 0 m 一 5 5 0 0 m 6 7 5 1 3 5 一 7 5 0 0 m i O 0 0 m 2 2 5 1 4 6 堆腔前室 1 O 0 0 m 3 1 7 0 m 1 9 2 8 7 5 0 0 m 一 5 5 0 0 m 2 4 堆腔污水坑 2 水容积总计 3 6 9 表 3锆被
2、氧化产生的氢气量及平均分布浓度 7 5 锆被氧化 i 0 0 锆被氧化 锆质 量 k g 7 1 9 1 9 5 9 5 8 9 2 7 H 2质 量 k g 3 l 5 3 7 4 2 0 4 9 H 2体积 浓度 7 9 5 1 O 3 2 求 电动卸压阀用于在发生全部给水丧失的超设 计基准事故时操纵员实施 F e e d B l e e d 冷却 以及在严重事故工况下为防止高压熔堆由操纵员 实施快速卸压 其排放介质为蒸汽 水或汽水两 相流 控制方式为手动 根据安全分析的结果 若设置一台排量为 6 5 t h的电动卸压阀 在两台 高压安注泵和一台上充泵有效的条件下 如果在 蒸汽发生器完全烧
3、干后约 4 0分钟再实施 F e e d B l e e d 堆芯会出现部分裸露 但燃料并未 损坏 若设置两台电动卸压阀 可提高降压速率 但堆芯仍会出现部分裸露 因此 从工程应用的 角度认为 设黄一台排量为 6 5 t h的电动卸压阀 即能满足实施 F e e d B l e e d 冷却的要求 对于严重事故下快速卸压能力的论证 安全 分析的结论是 若设置一台排量为 6 5 t h的电动 卸压阀 即使操纵员在进入严重事故操作规程后 经 3 0分钟延迟再开始干预 仍可满足快速卸压 要求 由于电动卸压阀与原有两个气动卸压阀并联 布置 对原有的钢平台进行扩大即可满足同时布 置气动卸压阀和电动卸压阀的
4、要求 2 i 3小结 通过 以上分析论证表 明 在 C l 稳压器卸压 系统的基础上增加一台电动卸压阀 可 以满足超 设计基准事故 F e e d B l e e d 冷却要求和严重 事故下为防止高压熔堆的快速卸压要求 并且在 系统设计和布置设计上都是可行的 电动卸压阀 的参数见表 1 2 2堆腔淹没系统 2 2 1系统设计 作为应对措施之 在发生严重事故时堆腔 淹没系统的功能是用含硼水将堆腔淹没至主管道 贯穿一次屏蔽墙留洞底标高位置 降低反应堆压 力容器的温度 以维持压力容器的完整性 如果 下封头熔穿 则本系统还可以缓解堆芯熔融物与 混凝土的相互作用 M c c I 在电厂发生严重事故工况时
5、如果需要 堆腔 淹没泵亦能向安全壳提供喷淋水 同时在反应堆 厂房的堆腔前室内设置了存有 0 8 t 磷酸三钠的 储存槽 在水淹没储存槽后磷酸三钠溶解 使得 堆腔内水的 p H 值大于 7 堆腔 淹没 水源为 换料水 箱 由堆腔 淹没 泵 注入堆腔 换料水箱水容积 比c 1项 目增加 3 2 0 m 3 以满足堆腔淹没的用水需求 此外 本系统可以通过再循环运行方式 在安全壳再循 环地坑与堆腔之间建立通道 采取能动的方式向 堆腔补水 以满足堆腔淹没后因蒸发而产生的补 水要求 以一台堆腔淹没泵正常运行流量 5 0 0 m 3 h计 算 3 8分钟即可淹没到主管道贯穿一次屏蔽墙留 洞的底标高位置 满足
6、堆腔淹没的时间要求 该系统流程示意图见图 2 堆腔淹没泵为非 安全级 单级 卧式 离心泵 无抗震要求 可 由备用交流电源的柴油机供电 以保证严重事故 下的供电 系统中与堆腔淹没功能相关的电动阀 门可由柴油机供电 泵房有专设的冷风机组提供 冷 却 该系统管道及管件 除设备冷却水管道 管 件为碳钢外 的材料为奥氏体不锈钢 2 2 2系统容量计算 换料水箱 比C 1 项 目增加 3 2 0 m 3 该容量计 算如下 从堆腔室底标高 一 7 5 0 0 m 至主管道下底 标高 3 1 7 m 共需淹没的区域见表 2 为了保证可实施性 应采取一定措施尽可能 减少堆腔淹没水量 由于堆腔前室与堆腔室的隔 离
7、可能存在一定的难度 因此 结合 设计基准 事故下避免水进入堆腔 的考虑在 0 O 0 0 m 钢 梯的盖板周围以及 R X 2 0 4的楼梯周围增设了0 8 m 学术 的凸台 增设凸台后无需考虑将堆腔前室与堆腔 室的隔离 因此淹没到主管道下底标高所需的水 量为 堆腔室容积 一压力壳体积 堆腔前室容积 堆腔污水坑容积 淹没风管所需容积 堆 腔室 容 积 为 2 0 9 m 3 压力 壳 体 积 约为 6 9 m 3 堆腔前室容积为 1 5 8 m 3 堆腔污水坑容积 为 2 m 3 风管淹没需水容积为 i i m 3 因此实际淹 没至 3 1 7 0 m的水容积约为 3 1 I m 3 考虑保守
8、性 换料水箱实际增加的水容积为 3 2 0 m 3 当堆腔淹没泵需要从换料水箱吸水对堆腔室 进行补水时 调节节流阀使泵以小流量 6 0 m 3 h 对堆腔室补水 当换料水箱达到最低水位与堆腔 淹没信号符合时 堆腔淹没系统便手动切换到再 循环小流量补水阶段 水源 由换料水箱切换到安 全壳再循环地坑 水温从换料水箱的 5 上升至 地坑水温 管系设计可承受这个温度变化而不损 坏 堆腔淹没泵以小流量 6 0 m 3 h进行补水 该 流量远大于事故分析给出的注水流量要求 因此 部分补水将从下推拉杆的缝隙流出 重新回到再 循环地坑 2 2 3系统控制和运行 在电厂正常运行期间 堆腔淹没系统不投入 即堆腔淹
9、没泵停运 为了防止由于设备误动作而 造成误注水 堆腔淹没泵和换料水箱之间的隔离 阀和安全壳隔离阀都处在关闭位置并加锁 当反应堆堆芯出口温度达到 6 5 0 后 堆腔 淹没系统可 由操纵员手动启动 打开换料水箱隔 离阀和安全壳隔离阀 并启动堆腔淹没泵 泵从 启动到全速的时间为 8 1 0 秒 当严重事故得到 缓解 操纵员判断不会发生压力容器下封头失效 的危险时 由操纵员手动关闭系统 如需要堆腔 淹没泵提供安全壳喷淋水 可打开桥管阀门接入 安全壳喷淋系统管路 2 2 4小结 通过 以上分析论证表明 堆腔淹没系统的系 统设计和布置设计能够满足严重事故后淹没堆腔 并补水的要求 以维持压力容器的完整性或
10、在下 封头熔穿时缓解 M C C I 堆腔淹没泵和相关电动阀 门可由柴油机供电 以保证在严重事故下实现其 功 能 2 3消氢系统 2 3 1系统设计 在严重事故堆芯融化早期阶段 锆 一 水反应 会以高速率产生大量氢气 同时释放大量热量 事故后期的 M C C I以及水的辐射分解也会产生大 量氢气 如果安全壳内没有相应的氢气管理对策 那么局部的氢气积累可能引起爆燃或爆炸 对安 全壳产生超过其结构设计能力的压力负载或温度 负载 从而损坏安全壳的完整性 导致放射性物 质泄漏到环境中 美国联邦法规 i 0 C F R 5 0 3 4 f 2 i x 和 i 0 C F R 5 O 4 4 规定 在事故
11、期间及以后 相当于 1 0 0 燃料包壳 冷却剂反应产生的氢气在安全壳 内平均分布时的浓度要小于 1 0 U R D 美国先进 中国机械 M a c h in e C h in a 1 49 Ac a d e m ic 学术 轻水堆用户要求文件 和 E U R 欧洲轻水堆用户 要求 规急 1 设计应满足 1 0 C F R 5 0 3 4 f 2 i x 中的要求 2 若安全壳没有惰性化 那么 安全壳应有足够的自由容积 以保证相当于 7 5 活 性区燃料包壳被氧化产生的氢气在安全壳内均匀 分布时的浓度 在干燥条件下 不超过 1 3 对于 c 2 计算得到 1 0 0 和 7 5 活性区燃料 包
12、壳与水反应产生的氢气量及平均分布浓度 如 表 3所示 当7 5 活性区燃料包壳与水反应产生 的氢气在安全壳内平均分布时的氢浓度为 7 9 5 小于 1 3 所以c 2 的安全壳自由容积是足够大的 满足 U R D 和 E U R的要求 而 当 1 0 0 活性区燃料 包壳被氧化时 产生的氢气在安全壳内的平均浓 度为 1 0 3 2 因此必须设计安全壳消氢系统以满 足上述要求 从而保证安全壳的完整性 在 C l 项 目中 消氢系统利用安全壳外消氢 风机将安全壳内大气送往安全壳外的氢复合器 利用氢氧复合原理消除氢气 并将剩余的安全壳 大气返回安全壳 这种设计消氢能力有限且在安 全壳外 不能满足严重
13、事敌的要求 因此 c 2 项 目需重新设计消氢系统 根据不同事故序列下安全壳内氢分布分析的 结论以及工程判断 c 2在安全壳内各个隔间分散 布置了 1 8台非能动氢复合器 单台消氢能力为2 4 k g h 非能动氢气复合器没有管道 阀门或其他 设备 不需要人员操作也不需要提供能源 一旦 安全壳内氢气浓度超过其启动闽值 1 2 复 合器将 自动投入运行 确保不会发生威胁安全壳 完整性的大体积氢爆燃或爆炸 2 3 2非能动氢复合器设计 非能动氢复合器由一个金属外壳以及许多平 行竖立在下部的催化板组成 示意图见图 3 当 富含氢气的安全壳大气从底部进入复合器时 氢 气和氧气在催化剂的作用下 在较低温
14、度及浓度 时就发生反应生成水 反应产生的热量导致复合 器下部的混合气体温度升高 密度降低 从而产 生浮力作用 热空气上升离开复合器时又会引起 对流作用 烟囱效应 促进周围气体混合物进 入复合器 从而提高复合器的工作效率和安全壳 内大气的混合 复合器的设计确保其能在设计基准事故或严 重事故环境条件下长期运行 2 3 3 小结 消氢系统的设计保证 1 在设计基准事故下 经分析计算安全壳 内最大产氢速率为 4 0 0 3 m 3 d 小于单台复合器 的额定消氢能力 6 4 5 1 m 3 d 2 4 k g h 所以 1 8立布置在安全壳内各隔间的复合器能保证 安全壳内的氢浓度在最低可燃浓度以下 体
15、积浓 度 4 O 且满足单一故障准则 2 对于严重事故 考虑相当于 1 0 0 燃料包 壳金属 一水反应产生的氢气量时 经分析计算 l 8 台复合器能保证安全壳内平均氢浓度不超过 1 0 6 3 结论 恰希玛核电厂工程 2号机组工艺系统设计在 l 号机组的基础上 考虑了核电厂整体设计和严 重事故应对的要求 采用了增加电动卸压阀 堆 腔淹没系统和非能动氢复合器等措施 这些系统 和设备的设计满足了相应规范标准的要求 能够 在预期工况下有效的应对和缓解严重事故后果 参考文献 1 国家核安全 局 新建核 电厂设计 中 几个重要安全问题的技术政策 核安全 2 0 0 2 2 2 宋春景 翁明辉 王勇 严
16、重事故 下 安全 壳 内氢气 的控 制 核 工程与核技 术 2 0 0 4 6 作者简介 江浩 1 9 8 3 男 山东 硕士研究生 工程师 工艺系统设计 2 0 1 1 年 1 1 月至今 在上海核工程研 究设计 院工作 曾参 与 恰希玛核电厂工程 三门和海阳 核电依托项 目及A P 1 0 0 0 国产化后续项目等项目 夏栓 1 9 8 2 男 河南 硕士研究生 工程师 工艺系统设计 2 0 0 4年 7 月至今 在上海核工程研宄设计院 工作 曾参与恰希玛核电厂工程 三门和海阳核 电依托项目及A P 1 0 0 0国产化后续项目等工程项 目 县域高压配电网发展趋势探讨 2 4 6 0 0 3 国网安徽省电力公司安庆供电公司 一 胡中鲲 摘 要 县域高压配电网既有 1 1 0干伏也有 3 5 干伏电压等级 两个电压等级并存不利于电网经济运行 这只是一种发展过程 未来趋势应该只保 留一个电压等级 经济发达 用电负荷密度大的县 1 1 0干伏变电站数量与 3 5 干伏变电站数目相当 但前者逐渐壮大 而后者则逐渐萎缩 随着国家城镇化规划指导意见出台 未来城镇化将迎来更高速的发展 那么电
