ap1000与m310机组安全壳系统差异性分析_刘飞.pdf

坚实 的基 础 图 ? 模块 ? 吊装就位 参考文献 ? 巨 ?习 张淑霞 , 鲁勤武 , 李家宝 , 等 ? ? ???? ? ? 反应堆厂房安全壳钢衬里模块化实施方案研究 巨?习 ? 核科学与工 程 , 玛? ? ??? ? 一? ??? 第 ??卷增刊????? 年 ? ?月? , ??? ? ? ?? ? ? ? ??? ???? ? ??????? ? ? ? ? !???? ?? ? ? ? ??? ???????? ? ? ? ?? ????? ?? ???? ??? ?????? ? ?? ?? ? ???? ? ? ?????? ?? ??? 一? ? , ? ???? ? ? , ?? ???? ? 一? ? ? ?? ??? ? ? ???? ? ??? ? ? ? ? ??? ? ? ??? ?? ? ? ??? ? , ? ??? ????? ?? ???? ?? ?? ?? ? ? ? ???? ? , ? ??? ?? ????? ? ??? ?? ?? ?? ??? ? ? ? ? ! ??? ? ? ? ? ???? ??? ????? ?? ? ? ???? , ??? ???? ? ??????????? ? ?? ? ?? ? , ? ? ?? , ?????? ? ? ? ??? ? ?? ? ???? ?? ? ??? ???? ?? ? ??????? ????????? ? ?? ? ??? ? ? ? ???? ??????????????? ? ??????????? ??? ? ? ?? ???????????? ? ??? ? ? ????? ? ???? ? ?? ? ? ? ????? ?? ???????????????????????? ??? ? ????????????????????? ? ?? ? ?? ? ? ? 图 ? ???? ? ?机组安全壳 ? 可燃气体控制 在发 生失 水事故时 , 由于错 水 反 应 等作用 , 安 全壳内会产 生 氢 气 。

在 降 低 安 全壳内氢 气 浓度 方 面 , ???? ? ?利用 安全壳氢 气控制 系统???? ? , ??? ?采 用安全壳消氢 系统????? , 防止氢 气 爆燃 或燃 烧 , 以保证安 全壳的完 整性 , 两种 系统存在差 异 ???? ? ?安全壳氢 气控 制 系统???? ? 用 于设计基 准 事故和严 重 事故后 消氢 ? ??? ?型核电站 的安 全壳消氢 系统?????仅用 于严 重事故后消 氢 , 设计基 准 事故下 的氢 气 监 测与 消 除是 安 全壳大气 监测 与控 制 系统?????功 能 的一部分 ??? ?型核电站 的安 全壳消氢 系统 在安全壳内设置 ? ? 台非 能动 氢复合器 用 于 严 重 事故下 消氢 , ??? 无氢 气监 测和控制 装置 , 当安 全壳内氢气 浓 度 达 到非 能 动氢复合器 的启动 阑值时 , 氢 氧复合消 氢 设计基准 事故时 , 通过取样监 测氢 气浓度 , 使用安 全壳大气 监测 与控 制系统?? ???的两 台移 动式 氢复合器 消氢 安 全壳的结构设计使得 安全壳内的 气体在自然循环作用下 能 够 充分混合 , 防止 可燃 气体在局部空间的聚集 。

另 外 , 非 能 动氢复合器也 能加 速安 全壳内大气 的混合 在导 致 堆芯温度 升 高的假想 事故发生 后 , 燃料错合金 包壳和蒸汽反 应产生 的氢气有 可能 释放 到 安全壳内 ???? ? ?安全 壳氢 气控 制 系统?? ?? 包 括分布在 安全壳弯顶部位的3台氢传感 器 、 2 台非能 动氢 气自动催化复合器 ( P ARS ) 以及 布 置在安 全壳容器 内 的64台氢 气 点 火 器 , 这 些设备用 于 限制 安 全壳内 大气 中 的氢 气 浓度 3 安全壳热量 的导 出 M31 0堆型设置 安全壳喷淋系统(EAS )保证安 全壳的功 能 A PI000 采用 非能 动安 全壳冷却系统(PCS ) 用来 在发 生 失水 事故或 主蒸汽管 道破裂 事故时 , 通过 导 出安全壳内大气 中的热量 来 降 低 安 全壳内 的温 度和压力 , 以防止 安 全壳超压 , 保证安 全壳的完 整 性 , 避免 放射性 物质 向安全壳外 释放 非 能动 安 全壳冷却系 统以钢 制 安 全壳作为其换 热面 , 通过凝 结 、 热传导 、 热对流 、 蒸发 、 辐射等传热机 制 , 将安 全壳内大 气 的热 量带 到环境中 。

M 3 1 0机组EA S系统 与API000 的非 能动安 全壳冷却系统 的差别主 要体现在以下 几方面 : (l )系统 功能 M 31 0 安全壳喷淋系统可以通过向喷淋水 中加人N aO H 来增加 喷淋水 的pH值 , 从而 能够 有效抑 制安 全壳气载 放射性 ;P C S 不具有 去除对安全壳内放射性 物 质 的功能 29 图1 APl000机组安全壳 2 可燃气体控制 在发 生失 水事故时 , 由于错 水 反 应 等作用 , 安 全壳内会产 生 氢 气 在 降 低 安 全壳内氢 气 浓度 方 面 , A Pl000 利用 安全壳氢 气控制 系统(VLS ) , M 3 1 0采 用安全壳消氢 系统(EU H ) , 防止氢 气 爆燃 或燃 烧 , 以保证安 全壳的完 整性 , 两种 系统存在差 异 A PI000 安全壳氢 气控 制 系统(VLS ) 用 于设计基 准 事故和严 重 事故后 消氢 ;M 31 0 型核电站 的安 全壳消氢 系统(EU H )仅用 于严 重事故后消 氢 , 设计基 准 事故下 的氢 气 监 测与 消 除是 安 全壳大气 监测 与控 制 系统(E TY )功 能 的一部分 。

M 3 1 0型核电站 的安 全壳消氢 系统 在安全壳内设置 33 台非 能动 氢复合器 用 于 严 重 事故下 消氢 , E UH 无氢 气监 测和控制 装置 , 当安 全壳内氢气 浓 度 达 到非 能 动氢复合器 的启动 阑值时 , 氢 氧复合消 氢 设计基准 事故时 , 通过取样监 测氢 气浓度 , 使用安 全壳大气 监测 与控 制系统(E TY )的两 台移 动式 氢复合器 消氢 安 全壳的结构设计使得 安全壳内的 气体在自然循环作用下 能 够 充分混合 , 防止 可燃 气体在局部空间的聚集 另 外 , 非 能 动氢复合器也 能加 速安 全壳内大气 的混合 在导 致 堆芯温度 升 高的假想 事故发生 后 , 燃料错合金 包壳和蒸汽反 应产生 的氢气有 可能 释放 到 安全壳内 A Pl000 安全 壳氢 气控 制 系统(V LS ) 包 括分布在 安全壳弯顶部位的3 台氢传感 器 、 2 台非能 动氢 气自动催化复合器 ( P ARS ) 以及 布 置在安 全壳容器 内 的64台氢 气 点 火 器 , 这 些设备用 于 限制 安 全壳内 大气 中 的氢 气 浓度 3 安全壳热量 的导 出 M31 0堆型设置 安全壳喷淋系统(EAS )保证安 全壳的功 能 。

A PI000 采用 非能 动安 全壳冷却系统(PCS ) 用来 在发 生 失水 事故或 主蒸汽管 道破裂 事故时 , 通过 导 出安全壳内大气 中的热量 来 降 低 安 全壳内 的温 度和压力 , 以防止 安 全壳超压 , 保证安 全壳的完 整 性 , 避免 放射性 物质 向安全壳外 释放 非 能动 安 全壳冷却系 统以钢 制 安 全壳作为其换 热面 , 通过凝 结 、 热传导 、 热对流 、 蒸发 、 辐射等传热机 制 , 将安 全壳内大 气 的热 量带 到环境中 M 3 1 0机组EA S系统 与API000 的非 能动安 全壳冷却系统 的差别主 要体现在以下 几方面 : (l )系统 功能 M 31 0 安全壳喷淋系统可以通过向喷淋水 中加人N aO H 来增加 喷淋水 的pH值 , 从而 能够 有效抑 制安 全壳气载 放射性 ;P C S 不具有 去除对安全壳内放射性 物 质 的功能 29 道 经过机组 加热 的空气通过各支路送 到各房间 此 时 的送 风分配 可 能 需 要 根 据 现 场 情 况 进行调 整 , 因为 运行 层以下房间受安 全壳外 墙负荷 影 响不 大 , 房间温度 受 系 统 运行 影 响 差异 较 大 , 需 要 额外 的管理程序 , 例如调节 阀 门 , 以保证房间温度 不超过允许范 围 。

M 3 1 0中在 反应 堆 的通风 系统 中没 有 加 热 功 能 在 冷停堆 时通过设在辅助 厂房的DV N系 统经 由安 全壳换气 通风 系统(E BA )向安全壳大气 内供热 ( 5 )过滤 功能 VC S系统在 每个蒸汽发 生器 间设一套独立 的带 法兰接口的排风 管可以连 接到 可移动过滤排 风装 置 中 在过滤 机组 运行 期 间 , 蒸汽 发 生器 间 的送风 管 上 的 阀 门关闭 一个带 软 管 的排 风 罩 连 接 在排 风管 上 过滤 机组 包括 预过滤器 、 高效空气粒子过滤 器 、 碘 吸 附器(如果 需 要) 过滤 运 行 期 间 , 空气 从蒸汽发 生器 间外 的公共区域渗透进人 , 由连接过滤机 组 的排风 管道 排 出 M 3 1 0中的安全壳连续通风 系统 没有 此 功能 , 安全壳净化 系统(EVF )系统负责安 全壳大 气 的过滤 功 能 ( 6 )弯顶 通风 功能 安全壳循环冷却系统不 提供安全壳的弯顶通 风 虽然AP l o0 0 在弯顶可以利 用 非 能 动 系统给弯 顶部分降温 , 但没有 防止氢气 聚集的功能 在 M 31 0 由EVR子 系统通过弯顶 的通风 机排走弯顶 部分的空气 , 既可以降温 也 可以防止比空气 轻的气体在弯顶聚集 。

( 7 )堆坑 部分的通 风 安全壳循环冷却系统 同 时也 向反 应 堆 堆 坑供冷 风 , 保持 此区域 平均 混凝土 温度 在 65.6℃以下 局部 混凝土 温度不 超过93 .3 ℃ , 保持 反 应 堆支撑 环 平均 混凝土 温度 在 57.2℃以下 , 局部 温 度 不 超过 8 2 .2℃ 在 M 31 0 中此 部分功能 由EVC系统 实 现 ( 8 )与 M 31 0 通风 系统 的比较 安全壳空气过滤 系统(VFS ) 功 能涉及面较 广 , 与 M 31 0 型核电站 的安全壳大气 监 测 系统(E TY ) 、 安全壳净化 系统(EVF) 、 安 全壳换气 通风 系统(E BA ) 、 燃 料 厂房通 风 系统(DVK) 、 核辅助 厂房通 风 系 统(DV N )的部分功能 相重叠 M 3 1 0安全壳大 气监 测 系统 的小 风量 清洗 子 系 统功 能 、 安 全壳试验 子 系统 的功 能 、 保健物理监测 子 系统 的功 能在AP I000中由安全壳空气过滤 系统(VFS ) 承担 E V F 系统设备位于安全壳内 , 在需 要 时对安 全壳内部 污染 气体进行循环 处理 ;而 VF S系统设备 均 布置 于安全壳外 的 附属厂房内 , 在 需要 时将 安全壳内部 污染 气体引 至安 全壳外 部 进 行处理后 通过 烟 囱排放 。

EB A 系统 在反 应堆 冷停堆期 间 , 对安全壳进 行换 气 , 降低 反 应堆 厂房内裂 变 气体的浓 度 , 使得人 员 能以尽 可 能短 的时 间进人 , 同时 为维修操作人员保持 一个合适 的环境温 度 在AP 10 0 o 中安 全壳 空气过滤 系统 与安 全壳再循环冷却系统(VCS ) 配合 , 实 现了上述 功能 V FS 系统对燃 料装 卸区域实施的放射性 控 制 排 风相当于 M 31 0 中D。