| 标题 | 核电厂失水事故大LOCA处理策略分析 |
| 范文 | 张志强 摘要：本文通过对失水事故LOCA的物理机制，大LOCA主要演变过程的的分析，结合大LOCA时的风险，对事故规程EOP体系中处理大LOCA的事故策略进行了分析。 关键词：失水事故；LOCA；事故规程处理策略 一、物理机制 失水事故LOCA定义为反应堆冷却剂系统管道或与系统连接的在第一个隔离阀以内的任一管线的破裂。 破口的原因可能为：一回路一根管道或辅助系统（RCV RRA）的管道破裂；系统上的一个阀门意外打开或不能关；泵的轴封或阀杆泄漏；一根管道完全断裂；破裂。 因为失水事故的后果随破口的大小、位置和系统的初始状态的不同而有明显的不同，这里主要针对大破口介绍： 大破口—当量直径>345mm直到最大的一回路管道的双端剪切断裂，PZR压力迅速下降直至等于安全壳内的压力，由于大量的质量和能量释放到安全壳内，安全壳内的压力和温度将升高，SG的压力同时也将逐渐下降。当PZR压力为低和低—低时，将分别自动启动紧急停堆和安注。 二、大破口LOCA的主要演变过程 （一）降压的力学影响 （1）降压波在回路中的传播。（2）主泵超速：下游出现大破口时，由于主泵的出口处压力突然下降，这台主泵就会超速运转。上游出现大破口时，泵内的流动将反向，转动也换向。在这种情况下，主泵转飞轮的惯性很重要，它的设计应考虑能抗拒这种作用。（3）控制驱动棒驱动机构、堆内构件、压力容器、一回路的支撑件在设计中均要考虑接受这种冲击。 （二）热工水力的影响 一般的热工水力过程分为：一回路快速降压、排空；堆芯再淹没；燃料棒再浸湿。 （三）点考虑燃料和安全殼。 对于燃料棒，有如下方面要考虑：温度的变化；包壳的机械特征；镐—水反应。 （四）对于安全壳，有如下方面要考虑 间隔的压力上升；安全壳内的压力上升；压力壳坑的压力上升；热应力和机械应力；安全壳内的氢气。 三、风险分析 LOCA失水事故至少使第二道屏障暂时失去完整性，并对其它两道屏障和一回路部件及其支撑构件产生危险，主要有以下三个方面的危险：包壳—发生DNB及锆水反应；安全壳—温度压力升高及氢爆；一回路—降压波及流体喷射的冲击。 四、采取的措施 设计阶段，考虑到一回路破口形成的冲击，一回路是按以下4个基本准则来设计：某一环路的主管道破裂不应导致另一环路的主管道破裂；某一环路的某一段破裂不应导致同一环路的另一段破裂；一回路管道破裂不应导致二回路管道破裂；一回路管道破裂不应导致一回路设备的损坏。 自动保护要达到以下目的：停止产生核功率（事故紧急停堆）；当堆芯出现失水危险时应避免或限制堆芯失水（安注）；压力容器下封头再充水和堆芯再淹没（安注）；限制安全壳内压力峰值，特别是限制温度升高（安全壳喷淋）；禁止放射性释放到安全壳外（安全壳隔离）。 手动保护达到以下目的：为保证安全壳的密封性，在一定条件下手动启动EAS喷淋；堆芯长期冷却的建立需要冷、热端的安注转换；RRA连接时的破口处理可能手动启动低压安注。 五、大LOCA失水后事故规程处理策略 规程处理的目的是在大破口失水事故时使堆芯获得冷却，保证安全壳的完整和冷却。由冷却剂丧失引起的反应堆冷却剂卸压将触发反应堆停堆和安全注射系统自动启动，这个事件的结果是高压安注泵和低压安注泵把PTR水箱中的水注入冷段（直接注入阶段）。当PTR水箱中水排空后，低压安注泵从地坑吸水，地坑中的水由安全壳喷淋系统（EAS）热交换器冷却。低压安注泵把地坑水注入冷段并为高压安注泵增压，高压安注泵也把地坑水注入冷段（冷段再循环阶段）。稍长一段时间后，由于在堆芯可能析出硼和地坑中硼浓度的减小，要求转入热段注入。因此最终的运行模式是冷热段同时注入再循环，低压安注泵从地坑吸水、注入冷段和热段并为高压安注泵增压，高压安注泵同样把地坑水注入冷段和热段。同时，安全壳喷淋系统也可能投入运行使安全壳内的温度、压力保持在可接受的范围内，从而保证安全壳的完整性。如果安全壳喷淋系统没有在安全壳压力高4信号下自动启动，运行人员就必须连续监视安全壳穹顶的温度，当该温度超过阈值时手动启动安全壳喷淋系统。 六、结论 对于现有的EOP规程体系，针对大LOCA事故的处理可以起到缓解事故后果，使堆芯冷却，保证安全壳的完整性和冷却的作用。但是存在一定的不足，比如未考虑叠加事故时的处理策略及与其他事故处理策略的衔接问题，这个是需要在事故规程优化中需要考虑的问题。 |
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