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压力容器内注水的实验

作者:admin来源:中国压力容器网 日期:2014-8-4 9:23:58 人气: 标签:

  根据设计和实验得出的结论,堆芯熔融物压力容器内保持策略的压力容器内注水冷却能够实现对堆芯的暂时冷却,而严重事故工况下主冷却剂系统可能存在的破口、堆芯补水箱、安注箱、IRWST 以及四级 ADS 自动卸压阀的存在,能够在较短时间内实现对堆腔的淹没。能够确保在堆芯熔融物落在底封头上重置之前,保温层和反应堆压力容器被淹没。

  进入保温层的水来自于安全壳内换料水箱,其初始最高温度为 49℃。在开始淹没堆腔的时候,因为压力容器内注水冷却功能,压力容器底封头并不存在熔融碎片,仅可能存在被冷却的硬壳碎片。因此,压力容器壁不存在除了压力容器壁金属之外的热负荷,不会因为热力冲击导致压力冲击(即蒸汽爆炸)。

  而对于压力容器壁金属的热负荷,ULPU试验证明堆芯熔融物压力容器内保持策略能够顺利带走其中的热量,热流密度不会超过临界热流密度。因此,不会因为蒸汽含量的突然增加产生背压导致进水口门关闭。

  对于浮力门的底卸式设置,还需要考虑堆腔内的水刚刚进入进水口的时候,可能产生漩涡,会否对浮力门产生影响导致其关闭或者打开的角度不够,影响进水。流经所有四个门的总流量将达到每分钟15000 加仑,而每个门自身产生的浮力大于50磅。如此大的水流和浮力足够保持门处于开启状态。

  设计要求进水口提供的最小水流截面积不小于6平方英寸,而4个门提供的面积超过设计面积要求的 33%.因此,即使因为漩涡导致一个门关闭或者每个门关闭 46°仍然能够保证提供足够的流道。

  因为进水口组件的大的流量以及浮力门自身的浮力存在,漩涡只可能对进水口的门的位置产生轻微的或者暂时的影响,但远远不会影响堆芯熔融物压力容器内保持策略的性能。

  为了将通过NRC审评认可的AP600的IVR推广到AP1000中使用,加利福尼亚圣巴巴拉大学与西屋电气的工程师合作开发了ULPU-Ⅴ装置模拟AP1000IVR的几何形状,通过多次试验,确定了优化的堆腔流量通道,证明了增加保温层的 IVR 设计能够显著提高反应堆压力容器外壁面的临界热流密度。西屋公司在设计过程中对 AP1000 IVR 进水口和排汽口的设计变更优化了传热效果,为原有的试验结论包络。堆腔进水口浮力门的设计是有效地,能够保证事故情况下,不会因为保温层与压力容器之间的环形区域的产生背压而关闭,也不会因为流体产生的漩涡而影响门的开启状态进而影响 IVR 的实现。对于将蒸汽排出口由盖子换为铰链门,能够降低 IVR水和蒸汽流道的阻力,增大最大流量率,使 IVR 的性能高于ULPU-V 实验中观察到的数值。这两个设计变更是合理的。

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