华龙一号防止乏燃料水池硼水结晶措施分析
9页1、华龙一号防止乏燃料水池硼水结晶措施分析摘要:福清56号机组作为华龙一号首堆示范工程,其平安可靠运行是华龙一号走出去的充分保障。福岛事故后,乏燃料水池的平安运行受到业内的广泛关注,福清厂址在冬季可能会出现摘要:福清5&6号机组作为华龙一号首堆示范工程,其平安可靠运行是华龙一号走出去的充分保障。福岛事故后,乏燃料水池的平安运行受到业内的广泛关注,福清厂址在冬季可能会出现海水温度极低的情况,会带来乏燃料水池硼结晶的风险,采取有效的防止乏燃料水池硼水结晶措施对电厂平安运行至关重要。研究华龙一号乏燃料水池冷却系统和设备冷却水系统的设计准那么,分析了厂址条件对冬季乏燃料贮存的影响,通过换热计算对防止乏燃料水池硼水结晶的措施进行验证,措施一是减少换热器冷侧设备冷却水的流量,措施二是减少换热器热侧乏池水的流量。经过分析措施一可以更好的降低硼结晶风险,采用措施二时需要关注换热器出口的乏池水温度防止局部产生硼结晶。本文源自科技视界,2022(26):5-9.基金:中国核电工程自主科研“压水堆核电厂大修换料时间优化的研究资助,工程主持人:皮月(KY19007).?科技视界?杂志是上海市科技协会主管、上海市科
2、普作家协会主办的科技类期刊,是2022年6月13日国家新闻出版总署下发“新出审字【2022】472号文件通过审批的,其国内统一连续出版物号为CN31-2065/N,国际标准连续出版物号ISSN2095-2457。“华龙一号是我国具备完整自主知识产权的三代先进压水堆核电型号,福清核电站5号机组作为“华龙一号首堆示范工程已于2022年5月7日开工建设。福清核电厂位于我国东海海岸,根据平潭海洋站的监测资料,冬季海水温度会出现8的低温,此时乏燃料水池水温也会相应降低,乏燃料水池水温低于10时可能导致硼结晶,使乏燃料的平安贮存带来巨大风险。因此,提出防止乏燃料水池硼水结晶措施对电厂平安运行至关重要。本文介绍了华龙一号乏燃料水池冷却系统和设备冷却水系统的设计准那么,分析了福清核电站厂址条件对冬季乏燃料贮存的影响,提出防止福清厂址核岛机组乏燃料水池硼水结晶的措施,并进行换热计算对措施进行验证。1、系统设计准那么电厂中经过一个燃料循环从堆芯换出的乏燃料要贮存在乏燃料水池中,水池的含硼水用来带走已辐照燃料元件所释放的余热并对人员提供生物防护。池水是通过乏燃料水池冷却系统(简称乏池冷却系统)进行循环冷却,
3、系统中配有换热器将热量传递给设备冷却水系统,再由设备冷却水系统将热量传递给重要厂用水系统最终导入海水。乏池冷却系统和设备冷却水系统设计要按照系统设计准那么开展。1.1乏池冷却系统的设计准那么乏池冷却系统根据电厂运行情况可分为三个工况:1.1.1正常贮存工况乏池冷却系统提供一个冷却系列导出余热。正常贮存工况,在水池中贮存每次卸出的堆芯燃料组件,其最大值为贮存14次的乏燃料组件量。此时水池中空出的位置足够放置整个堆芯燃料组件量以备事故需要,热负荷如表1所示。1.1.2正常换料工况乏池冷却系统提供两个冷却系列导出余热。正常换料工况,是在14次乏燃料贮存的根底上,整个堆芯燃料组件全部卸入乏燃料水池,在将未更换局部堆芯组件返回堆芯之前的这段时间,余热大,水温高,虽然时间不长,但仍需给予关注,热负荷如表1所示。1.1.3事故工况乏池冷却系统提供两个冷却系列导出余热。事故工况是指反响堆发生事故后,需要全堆强迫卸料,因事故之后,希望将燃料组件尽快卸出,因此冷却时间为5天,其最大值发生在14次卸料后,同时考虑事故发生在平衡循环末期,因为此时强迫卸料的危险最大,热负荷如表1所示。从上述设计准那么可以看出,
4、为保证换料末期乏燃料水池的平安运行,系统容量按照最大剩余热功率考虑,因此在电厂运行初期,乏燃料较少的情况下,会出现发热量较小换热能力过强的现象。1.2设备冷却水系统的设计准那么设备冷却水系统根据电厂运行情况可分为六个工况:当海水最高温度为T7时,提供的设备冷却水最高温度为35,但下述情况除外:在进入冷停堆和次临界停堆工况下,当海水最高温度为T7时,供应的冷却水温度为40;在失冷却剂事故(LOCA)工况下,当海水最高温度为Tmax时,供应的冷却水温度为45。表1不同工况下乏燃料水池最大剩余功率表2不同工况下海水温度和设备冷却水温度设计要求(1)T7:历年最高第七日平均水温。(2)Tmax:历史最高水温。根据上述设计准那么,设备冷却水系统的冷却能力相当于电站在各种工况下需要同时运行的各种设备的总热负荷。因此,当机组冬季运行,海水温度低于10时,设备冷却水温度会远低于设计值,对于乏燃料来说就会出现冷却水温度较低甚至接近硼结晶温度的风险。2、福清核电站冷却水温度根据福清现场运行情况反响,2022年2月出现低温气象,最低气温到达2左右,此时运行的设备冷却水温度到12左右,福清2号机乏燃料水池水温
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