CN104504259B - 核电厂安全壳主动排放的决策评价方法 - Google Patents

Abstract

核电厂安全壳主动排放的决策评价方法，包括超压威胁缓解决策评价步骤，还进一步包括氢气威胁缓解决策评价步骤、排放终止决策评价步骤、放射性裂变产物释放缓解评价步骤，超压威胁缓解决策评价步骤包括：计算主动排放的放射性剂量后果期望值M1；先计算M1和不排放的放射性剂量后果期望值N1相等时的安全壳超压临界失效概率；再确定安全壳超压临界失效压力F1；考虑一定裕量后计算安全壳压力推荐整定值F0；安全壳的压力达到F0时请求执行主动排放。本发明为严重事故下安全壳主动排放的决策提供了评价方法，为应急指挥提供决策依据，主动实施安全壳排放，缓解安全壳超压或氢气威胁，缓解裂变产物释放，减少严重事故后的放射性污染。

Description

核电厂安全壳主动排放的决策评价方法

技术领域

本发明涉及核电厂事故处理技术领域，具体地，涉及一种核电厂安全壳主动排放的决策评价方法。

背景技术

根据纵深防御、多道屏障的核电安全理念，安全壳是防止放射性裂变产物释放的最后一道屏障。国内很多压水堆核电厂为了缓解大型干式安全壳的裂变产物释放设置了安全壳过滤排放系统(Containment Filtration and Exhaust System，英文缩写CFES)，CFES可以有效过滤挥发性裂变产物和气溶胶，通常过滤效率达到99％以上，为了缓解安全壳泄漏导致的裂变产物释放，可以考虑主动的过滤排放。

核电厂堆芯损坏后发生严重事故，放射性裂变产物释放至安全壳内，为了缓解超压和氢气对安全壳完整性的威胁，在其它缓解策略无效的情况下，将实施安全壳主动卸压排放，需要计算分析安全壳压力整定值，为主动排放的决策提供技术支持。实施排放后，需要考虑在适当的条件下终止排放。“排放”指安全壳气体流出安全壳，即便电厂设置了回流设备，由于水蒸气在安全壳外冷凝，过滤回流仍然能起到卸压排放的效果。

除安全壳主动排放以外，电厂还存在其它的严重事故缓解对策，而且通常主动排放的对策优先级是最低的。例如，安全壳喷淋可以降低安全壳的压力，电厂首先考虑安全壳喷淋，安全壳喷淋能够有效实现降压时不会考虑主动排放。但是本发明中不考虑其它的缓解对策，只对安全壳主动排放进行分析。

目前电厂的严重事故管理中，在缓解裂变产物释放或进行主动安全壳排放卸压时，存在以下三个问题：

问题一，在核电厂的严重事故管理中，为缓解安全壳超压威胁需要进行主动安全壳排放卸压。目前国内对于排放卸压所参考的安全壳压力整定值存在争论，存在各种建议，通常是参考一个定值并适当考虑裕量，可参考的定值有：安全壳设计压力、打压试验压力、安全壳极限承载压力定值、5％失效概率时的安全壳承载压力。而且，有些电厂在严重事故管理导则中只给出了排放开启的压力，没有明确指出终止排放的条件，有些电厂简单对安全壳压力取值，如开启压力的一半或40％作为关闭整定值，缺乏严谨的评价方法。

问题二，目前在电厂的严重事故管理中，应用过滤排放系统进行安全壳主动排放的目的仅限于缓解超压和氢气对安全壳完整性的威胁。原因在于电厂严重事故管理导则(SAMG)的技术路线普遍参考了西屋业主集团的通用导则，而西屋电厂普遍没有CFES设计，在其通用导则中，仅考虑安全壳主动排放策略缓解超压和氢气的威胁，是没有过滤的主动排放。

问题三，严重事故下安全壳“正常”泄漏引发的裂变产物释放正在引起核电安全领域的关注，设计压力下的允许泄漏率为0.1～0.3％/天，而超过设计压力时假设十倍的正常泄漏，泄漏气体放射性水平较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种为核电厂严重事故下安全壳主动排放的决策的评价方法，为核电厂严重事故后的应急指挥提供决策依据，减少严重事故后的放射性污染。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

核电厂安全壳主动排放的决策评价方法，包括超压威胁缓解决策评价步骤，所述超压威胁缓解决策评价步骤包括：

(S11)计算主动排放的放射性剂量后果期望值M1；

(S12)假定当前存在超压风险，计算当前压力下不排放的放射性剂量后果期望值N0，N0＝P×L+(1-P)×Q，其中P为在当前压力下安全壳的失效概率，L为在超压风险下不进行主动排放安全壳失效后的放射性剂量后果，Q为在超压风险下不进行主动排放安全壳不失效的放射性剂量后果；

(S13)比较主动排放的放射性剂量后果期望值M1和当前压力下不排放的放射性剂量后果期望值N0，若M1<N0，立即请求执行安全壳主动排放；若M1>N0，则继续提前预测安全壳超压威胁，首先计算M1和不排放的放射性剂量后果期望值N1相等时的安全壳超压临界失效概率P1，P1满足M1＝N1＝P1×L+(1-P1)×Q；

(S14)根据安全壳承压失效概率曲线和安全壳超压临界失效概率P1确定超压风险下安全壳临界压力F1；

(S15)计算主动排放的安全壳压力推荐整定值F0，F0＝F1-F2，F2为压力裕量；

(S16)监测安全壳的压力，达到推荐整定值F0并持续上升时，请求执行安全壳主动排放。

进一步，所述超压威胁缓解决策评价步骤还包括超压威胁解除后的排放终止决策评价步骤：当实际放射性剂量后果远大于主动排放的放射性剂量后果期望值M1时，或者实际放射性剂量后果突然上升时，或者安全壳超压威胁显著缓解时，立即停止主动排放。

进一步，上述核电厂安全壳主动排放的决策评价方法，还包括氢气威胁缓解决策评价步骤，具体包括以下步骤：

(S21)计算主动排放的放射性剂量后果期望值M2；

(S22)预测安全壳氢爆威胁的临界值，首先计算M2和不排放的放射性剂量后果期望值N2相等时的安全壳氢爆临界失效概率K，K满足M2＝N2＝K×H+(1-K)×J；其中H为不进行主动排放而氢气爆炸导致安全壳失效后的放射性剂量后果，J为在氢气爆炸风险下不进行主动排放安全壳不失效的放射性剂量后果；

(S23)根据安全壳承压失效概率曲线和安全壳氢爆临界失效概率K确定氢爆威胁下安全壳临界压力E1；

(S24)根据安全壳临界压力E1计算氢气严重威胁区浓度限值范围C1；

(S25)确定执行主动排放的氢气浓度推荐限值范围C0，C0＝C1-C2，C2为氢气浓度裕量；

(S26)安全壳氢气浓度达到推荐限值区范围C0且持续上升时，请求执行主动排放。

进一步，所述氢气威胁缓解决策评价步骤还包括氢爆威胁解除后的排放终止决策评价步骤：当实际放射性剂量后果远大于主动排放的放射性剂量后果期望值M2时，或者实际放射性剂量后果突然上升时，或者氢气威胁显著缓解时，立即停止主动排放。

进一步，针对配置了安全壳过滤排放系统的核电厂，核电厂安全壳主动排放的决策评价方法还包括放射性裂变产物释放缓解决策评价步骤，具体包括以下步骤：

(S31)计算主动过滤排放的放射性剂量后果期望值M3；

(S32)监测当前安全壳泄漏导致的放射性后果值，并比较当前安全壳泄漏导致的放射性后果值与主动过滤排放的放射性剂量后果期望值M3，评价是否应主动过滤排放；

(S33)执行安全壳主动过滤排放后，当监测到的环境实际放射性剂量后果没有明显下降时，停止过滤排放。

进一步，步骤(S32)中，当前安全壳泄漏导致的放射性后果值小于主动过滤排放的放射性剂量后果期望值M3时，不执行主动过滤排放；当前安全壳泄漏导致的放射性后果值大于主动过滤排放的放射性剂量后果期望值M3时，执行主动过滤排放。

综上，本发明的有益效果是：

1、本发明为核电厂严重事故下安全壳主动排放的决策提供了评价方法，为核电厂严重事故后的应急指挥提供决策依据，应用该方法指导电厂运行人员操作运行相关设备，主动实施安全壳排放，缓解安全壳超压或氢气威胁，最大限度地缓解裂变产物释放，减少严重事故后的放射性污染；

2、本发明提出的严重事故下安全壳主动排放决策评价方法使应急指挥更加科学合理，在严重事故后安全壳面临超压威胁或氢气威胁时，及时执行安全壳主动排放，维持安全壳完整性；严重事故后安全壳泄漏导致裂变产物释放，主动执行安全壳过滤排放，缓解裂变产物释放，减少严重事故后的放射性污染；

3、本发明提出的评价方法进一步补充了严重事故管理的分析与决策，当前国内外核电厂的严重事故管理中普遍缺乏安全壳主动过滤排放缓解裂变产物释放这一缓解对策，而本发明为该对策提供了分析方法。本发明对于执行安全壳主动排放后的终止排放也提出了严谨的评价方法。

附图说明

图1是实施例1中步骤S12和S14中参考的安全壳承压失效概率曲线图；

图2是实施例2中步骤S24参考的安全壳氢气浓度与安全壳压力的曲线图。

具体实施方式

严重事故后安全壳面临超压威胁和氢气威胁，需要执行安全壳主动卸压排放；严重事故后安全壳泄漏导致裂变产物释放，需要执行安全壳过滤排放，缓解裂变产物释放，在设置有抽气、回流、滞留等其他补充屏障设备的安全壳中，还可以同时进行抽气、回流、滞留等操作缓解裂变产物释放。

根据严重事故后不同电厂安全壳状态，本发明提供了超压威胁缓解决策评价步骤、氢气威胁缓解决策评价步骤以及排放终止决策评价步骤，并针对缓解裂变产物释放提供了放射性裂变产物释放缓解决策评价步骤。具体地，需要执行安全壳主动卸压排放时，比较排放与不排放的放射性剂量后果期望值，确定卸压排放的推荐压力整定值或推荐氢气浓度限值区域，为终止排放的决策提供评价方法；在缓解裂变产物释放时，为缓解裂变产物释放的决策提供支持。

本发明需要使用核电厂的PSA模型(PSA即概率安全分析)、安全壳承压失效概率曲线、氢气浓度与安全壳压力关系计算程序，PSA模型的建立、承压失效概率曲线和氢气浓度与安全壳压力关系计算程序的建立等基础工作应在未发生事故前完成，可采用现有技术中常用的建模和计算方法获得，本发明中不再进行赘述，其也未在本发明的保护范围内。由于严重事故后事故进程缓慢，PSA分析和期望值的计算比较工作可以在事故后依据实际的电厂状态进行。

本发明根据概率安全分析(PSA)和数学期望方法量化分析执行操作和不执行操作的风险和后果，主要采用风险指引的分析方法进行决策评价，比较执行或不执行操作的结果量化值，对决策进行评价，为决策者提供技术依据，选择更安全、风险更小、后果不严重的缓解策略。

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

严重事故后安全壳面临超压威胁时，安全壳主动排放的决策评价方法进行超压威胁缓解决策评价步骤，所述超压威胁缓解决策评价步骤包括：

(S11)计算安全壳面临超压威胁时安全壳主动排放的放射性剂量后果期望值M1，本步骤中，预先计算主动排放后对环境所造成的放射性剂量和剂量当量，M1表示排放的后果总量期望值，计算期望值M1时应综合考虑各种可能的概率和后果。对于有过滤、回流、滞留等补充屏障设备的电厂，评价过滤、回流、滞留对于减少裂变产物释放的效果，用PSA方法分析各系统的失效概率，不同的失效模式产生不同的后果，失效模式如系统不可用、环境泄漏等等，综合考虑各种可能的概率和后果，计算期望值，此时M1为所有后果与其概率的期望值。在概率论和统计学中，一个离散性随机变量的期望值(或数学期望、均值，也简称期望)是各种可能结果的概率乘以其结果的总和，本实施例中不再具体举例详述采用期望分析计算M1的方法。

(S12)综合考虑安全壳失效与不失效两种可能，用数学期望方法进行计算当前压力下不排放的放射性剂量后果期望值N0：N0＝P×L+(1-P)×Q，其中P为当前压力下安全壳的失效概率，根据当前安全壳压力值参考图1得出。L为在超压风险下不进行主动排放安全壳失效后的放射性剂量后果，安全壳超压可能导致安全壳结构失效或闸门、贯穿件密封失效等无可挽回的后果，对于有抽气、过滤、回流、滞留等补充屏障设备的电厂，有电源的情况下可以利用主动抽气设备卸压或维持安全壳微小负压，抽气后经CFES系统过滤，再结合安全壳实际状态考虑滞留或循环回流等措施，缓解裂变产物释放。否则，安全壳失效将导致长期不可终止的放射性释放。L的计算方法与M1类似，根据电厂配置利用PSA方法综合考虑各种可能的概率和后果，计算L的期望值。Q为在超压风险下不进行主动排放安全壳不失效的放射性剂量后果，可以参考实际监测值，例如，对于VVER压水堆双层安全壳，通过两层安全壳之间环形空间的放射性监测仪表可以实时监测正常泄漏，通常安全壳完好时放射性很小，可以近似考虑Q为零，本实施例中Q的值就近似为0。

(S13)比较主动排放的放射性剂量后果期望值M1和存在超压风险时不排放的放射性剂量后果期望值N0，该比较可以评价主动排放或不排放的后果，以做出当前是否应主动排放的决策。若M1<N0，证明当前安全壳超压风险严重威胁安全壳完整性，不主动排放的潜在放射性后果更大，应立即请求执行安全壳主动排放；若M1>N0，则当前压力下不应执行安全壳主动排放，有必要继续预测安全壳超压威胁的临界值，继续预测时：首先计算M1与安全壳面临超压威胁不主动排放时的放射性后果期望值N1相等时的安全壳超压临界概率，其中，N1＝P1×L+(1-P1)×Q，可以看出N1与不同压力下的失效概率有关，计算出安全壳超压临界概率就可以反推其压力的临界值，因此首先令M1＝N1，通过计算M1＝P1×L+(1-P1)×Q计算安全壳超压临界失效概率P1。

(S14)根据事先绘制好的安全壳承压失效概率曲线和失效概率P1确定安全壳失效压力F1：图1是一种安全壳承压失效概率曲线示例图，其横坐标为安全壳压力，单位为兆帕，该压力为表压，纵坐标为安全壳失效概率，该曲线描述了安全壳压力与安全壳失效概率的对应关系，在前述步骤S12中，可以按照该曲线找出当前压力下的失效概率；在本步骤，根据临界的安全壳失效概率找出安全壳临界压力。图1仅为一种安全壳失效概率曲线的示例图，实际应用中，安全壳失效概率曲线图是在事故前结合安全壳各种参数应用结构力学程序计算得出的。

(S15)计算安全壳压力推荐整定值F0：F0＝F1-F2，F2为压力裕量，实际应用中，由于监测到安全壳压力上升到推荐整定值后，请求执行卸压到应急指挥部批准需要一定的时间、操纵员执行卸压也需要一定的时间，电厂状态参数在这段时间内有所变化，在安全壳压力到达失效压力F1之前应预留一定的裕量为操纵员执行卸压预留足够的时间，压力裕量主要结合压力上升的速率以及决策和操作所需的时间确定，例如，请求执行卸压到执行卸压完成需要t1时间，而压力上升速率为V，那么压力裕量F2不小于V*t1。

(S16)监测安全壳的压力达到推荐整定值F0并持续上升时，请求执行安全壳主动排放，获得批准后实施安全壳主动排放。此处持续上升是指，安全壳的压力到达整定值F0后还在上升，而非停止在F0上，此时则认为持续上升，请求执行安全壳主动排放。

本实施例中，步骤(S11)评价安全壳主动排放的后果，步骤(S12)中评价存在超压风险时不排放的放射性剂量后果。一般而言，安全壳压力持续升高威胁安全壳的完整性，当安全壳压力达到推荐整定值时，如果不进行主动排放卸压，更高压力下不排放的后果N1将大于主动排放的后果M1，因此必须参考推荐的压力整定值执行主动排放卸压操作，这就是风险指引的决策方法。

执行主动排放后，需要监测安全壳实际放射性剂量后果，出现以下三种情况，应停止主动排放：1)当实际放射性剂量后果远大于主动排放的放射性剂量后果期望值M1时；2)当实际放射性剂量后果突然上升时；3)安全壳超压威胁显著缓解时。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例中的核电厂安全壳主动排放的决策评价方法还包括超压威胁解除后的排放终止决策评价步骤，根据实际监测后果分析确定终止排放的时机：1)当实际放射性剂量后果远大于主动排放的放射性剂量后果期望值M1时或2)实际放射性剂量后果突然上升时或3)安全壳超压威胁威胁显著缓解时，立即停止主动排放。

国内电厂普遍预先考虑了严重事故主动排放的需求，排放气体最终必然经过烟囱排向大气，在烟囱流道的放射性仪表能够监测实际的排放剂量后果，通过场区和场外的放射性仪表能够监测环境剂量后果，将监测到的这些实际放射性剂量后果与预先计算的主动排放的放射性剂量后果期望值M1进行比较，由于实际放射性剂量后果监测到的时间略滞后于安全壳排放的时间，若发现实际放射性剂量后果远大于M1，应立即停止排放。

严重事故后安全壳大气中的放射性物质以气溶胶或挥发性气体的形式存在，通常CFES系统包括两层过滤，利用文丘里水洗器或沙堆过滤器过滤气溶胶和挥发性气体，利用金属纤维过滤器过滤气溶胶。实施安全壳主动排放后，随着排放的进行过滤效率将有所下降，烟囱放射性监测值可能呈上升趋势(综合考虑排放流量和压力的影响)。排放过程中，当监测到烟囱剂量突然上升时，很可能是由过滤设备失效引起，应停止排放。例如，若文丘里水洗器补水失败，则文丘里容器中的水将很快蒸干，过滤效果丧失，排放剂量显著增大。

针对超压威胁的缓解效果做出评价后，安全壳超压威胁显著缓解时终止排放，例如，如图1所示的核电厂安全壳承压失效概率曲线，该电厂安全壳压力降至0.4MPa时安全壳失效概率显著降低并接近零，此时应停止排放，此时尽管主动排放造成的实际监测放射性后果远小于M1，但是不主动排放的实际后果相比较而言更小，因此应终止排放。

实施例3：

本实施例在实施例1或实施例2的基础上，进一步增设氢气威胁缓解决策评价步骤。

氢爆的后果远大于安全壳超压失效，因此必须提前预测高强度的氢气爆炸。与实施例1类似，首先要确定氢气爆炸导致安全壳失效的压力临界值，而该临界值压力下排放与不排放的放射性后果期望值相同，方法包括以下步骤：

(S21)计算存在氢气威胁时主动排放的放射性剂量后果期望值M2，方法同实施例1中的步骤S11；

(S22)预测安全壳氢爆威胁的压力临界值E1，首先令M2＝N2计算安全壳氢爆临界失效概率K，N2为存在氢气威胁时不主动排放的放射性剂量后果期望值，其计算公式为N2＝K×H+(1-K)×J，其中H为不进行主动排放而氢气爆炸导致安全壳失效后的放射性剂量后果，J为在氢气爆炸风险下不进行主动排放安全壳不失效的放射性剂量后果；H、J的计算方法同实施例1步骤S12中的L、Q。故M2＝N2＝K×H+(1-K)×J时，可计算M2和不排放的放射性剂量后果期望值N2相等时的安全壳氢爆临界失效概率K；考虑到安全壳超压和氢爆导致的安全壳失效模式有所不同，有必要独立分析氢爆后果H。特别是氢爆可能导致安全壳结构失效，严重的结构失效如安全壳大破口将导致安全壳过滤排放系统(CFES)等补充屏障设备无法有效缓解裂变产物释放。

(S23)根据安全壳承压失效概率曲线和安全壳氢爆临界失效概率K确定氢爆威胁下安全壳临界压力E1，本步骤同实施例1中的步骤S14；

(S24)根据安全壳临界压力E1计算氢气严重威胁区浓度限值范围C1，即根据安全壳失效压力限值计算对氢气浓度的限制要求，例如：假设在步骤S22中，M2＝N2时，安全壳氢爆临界失效概率K＝5％，氢气浓度超过限值范围C1意味着安全壳失效概率超过5％，此时氢气风险将严重威胁安全壳完整性，不排放氢气将带来更严重的后果，按照图1中的安全壳失效概率曲线，5％概率对应0.6MPa的安全壳压力，以0.6MPa为输入，通过氢气可燃性分析计算得出“氢气严重威胁区”的氢气浓度范围C1，保证在此浓度范围内氢气爆炸后的安全壳压力不超过0.6MPa表压。结合电厂实际的安全壳压力，如果氢气浓度处于“氢气严重威胁区”，则必须考虑实施排放操作。图2是计算出的一种安全壳氢气浓度与安全壳压力的曲线示例图，对应0.6MPa表压的氢爆安全壳压力限值，其横坐标为安全壳压力，单位为兆帕，该压力为表压，纵坐标为氢气浓度。电厂一般针对氢气可燃性分析计算编制有完整的计算程序，因此，在实际事故应用中根据压力限值快速计算出氢气浓度的限值范围。该氢气可燃性分析计算程序为现有技术，本实施例中不再赘述其算法。

(S25)确定执行主动排放的氢气浓度推荐限值范围C0，C0＝C1-C2，C2为氢气浓度裕量；当氢气浓度正处在上升趋势时，结合氢气浓度上升的速率以及决策和操作所需的时间确定浓度裕量的具体数值，在氢气威胁实际发生之前完成分析并为决策者提供技术建议。

(S26)安全壳氢气浓度达到推荐限值区范围C0且持续上升时，请求执行主动排放。此处持续上升与步骤S16中的持续上升含义相同，安全壳的压力到达整定值C0后还在上升，而非停止在C0上，此时则认为持续上升，请求执行安全壳主动排放。

执行主动排放后，需要监测安全壳实际放射性剂量后果，出现以下三种情况，应停止主动排放：1)当实际放射性剂量后果远大于主动排放的放射性剂量后果期望值M2时；2)当实际放射性剂量后果突然上升时；3)安全壳氢气威胁显著缓解时。

实施例4：

在实施例3的基础上，本实施例中的核电厂安全壳主动排放的决策评价方法还包括氢爆威胁解除后的排放终止决策评价步骤：根据实际监测后果分析确定终止排放的时机：1)当实际放射性剂量后果远大于主动排放的放射性剂量后果期望值M2时或2)实际放射性剂量后果突然上升时或3)安全壳氢气威胁显著缓解时，立即停止主动排放。

国内电厂普遍预先考虑了严重事故主动排放的需求，排放气体最终必然经过烟囱排向大气，在烟囱流道的放射性仪表能够监测实际的排放剂量后果，通过场区和场外的放射性仪表能够监测环境剂量后果，将监测到的这些实际放射性剂量后果与预先计算的主动排放的放射性剂量后果期望值M2进行比较，由于实际放射性剂量后果监测到的时间略滞后于安全壳排放的时间，若发现实际放射性剂量后果远大于M2，应立即停止排放。

严重事故后安全壳大气中的放射性物质以气溶胶或挥发性气体的形式存在，通常CFES系统包括两层过滤，利用文丘里水洗器或沙堆过滤器过滤气溶胶和挥发性气体，利用金属纤维过滤器过滤气溶胶。实施安全壳主动排放后，随着排放的进行过滤效率将有所下降，烟囱放射性监测值可能呈上升趋势(综合考虑排放流量和压力的影响)。排放过程中，当监测到烟囱剂量突然上升时，很可能是由过滤设备失效引起，应停止排放。例如，若文丘里水洗器补水失败，则文丘里容器中的水将很快蒸干，过滤效果丧失，排放剂量显著增大。

针对氢气威胁的缓解效果做出评价后，安全壳氢气威胁显著缓解时终止排放。

实施例5：

上述实施例中的安全壳主动排放是为了缓解安全壳超压或氢气对安全壳完整性的威胁。目前在国内外核电厂的严重事故管理中，安全壳主动排放这一缓解对策的目的仅限于此，而本实施例中还针对配置了安全壳过滤排放系统的核电厂提供一种针对安全壳裂变产物释放的缓解对策：主动实施安全壳排放，利用CFES系统缓解裂变产物释放。

本实施例中采用现实评价方法为安全壳主动排放缓解裂变产物释放的决策提供支持。核电厂安全壳主动排放的决策评价方法，还包括放射性裂变产物释放缓解决策评价步骤：

(S31)计算主动过滤排放的放射性剂量后果期望值M3，计算方法同M1，主动过滤排放是指安全壳气体经CFES过滤后进行排放；

(S32)监测当前安全壳泄漏导致的放射性后果值(以下称监测值)，并比较其与主动过滤排放的放射性剂量后果期望值M3，评价是否应主动过滤排放：微小泄漏时，监测值小于M3，不执行主动过滤排放，安全壳存在较大泄漏导致的放射性后果监测值大于M3时，执行主动过滤排放；

(S33)执行安全壳主动过滤排放后，当监测到的环境实际放射性剂量后果没有明显下降时，停止主动过滤排放。

严重事故后安全壳泄漏导致裂变产物释放，对于双层安全壳电厂如VVER压水堆电厂，由于泄漏必然经过两层安全壳中间的环形空间流向烟囱，因此泄漏是可监控的；对于单层安全壳或者不封闭的双层安全壳，对于安全壳泄漏缺乏严格的监测，但是安全壳泄漏通常发生在贯穿件，而大部分贯穿件连接在辅助厂房，因此可以部分实现安全壳泄漏的监测。

步骤S32中，当严重事故后监测到安全壳外有放射性剂量，且该放射性剂量大于主动过滤排放的放射性剂量后果期望值M3时，说明存在安全壳放射性泄漏，启动CFES系统，执行主动过滤排放，如果安全壳还设置有回流、滞留等补充屏障设备，也一并启动，若安全壳泄漏导致的放射性后果监测值下降趋势，则说明CFES系统或者CFES系统与安全壳补充屏障设备均起到了缓解作用；如果监测到的安全壳泄漏导致的放射性后果监测值远大于主动过滤排放的放射性剂量后果期望值M3时，说明安全壳存在较大泄漏，此时可以利用抽气设备将安全壳中的气体迅速卸压到CFES系统中，过滤安全壳气体的同时实现快速卸压，安全壳压力接近大气压时控制抽气流量维持安全壳微小负压，终止未经过滤的安全壳气体泄漏。

S33中，监测到的环境实际放射性剂量后果没有明显下降时，可能存在设备失效的可能，则实施安全壳隔离停运相关设备，停止主动的过滤排放。在设置了补充屏障设备的安全壳系统中，如果确认补充屏障设备失效也应立即停止过滤排放。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.核电厂安全壳主动排放的决策评价方法，包括超压威胁缓解决策评价步骤，其特征在于，所述超压威胁缓解决策评价步骤包括：

(S11)计算主动排放的放射性剂量后果期望值M1；

(S12)假定当前存在超压风险，计算当前压力下不排放的放射性剂量后果期望值N0，N0＝P×L+(1-P)×Q，其中P为在当前压力下安全壳的失效概率，L为在超压风险下不进行主动排放安全壳失效后的放射性剂量后果，Q为在超压风险下不进行主动排放安全壳不失效的放射性剂量后果；

(S13)比较主动排放的放射性剂量后果期望值M1和当前压力下不排放的放射性剂量后果期望值N0，若M1<N0，立即请求执行安全壳主动排放；若M1>N0，则继续提前预测安全壳超压威胁，首先计算M1和不排放的放射性剂量后果期望值N1相等时的安全壳超压临界失效概率P1，P1满足M1＝N1＝P1×L+(1-P1)×Q；

(S14)根据安全壳承压失效概率曲线和安全壳超压临界失效概率P1确定超压风险下安全壳临界压力F1；

(S15)计算主动排放的安全壳压力推荐整定值F0，F0＝F1-F2，F2为压力裕量；

(S16)监测安全壳的压力，达到推荐整定值F0并持续上升时，请求执行安全壳主动排放。

2.根据权利要求1所述的核电厂安全壳主动排放的决策评价方法，其特征在于，所述超压威胁缓解决策评价步骤还包括超压威胁解除后的排放终止决策评价步骤：当实际放射性剂量后果突然上升时，或者安全壳超压威胁显著缓解时，立即停止主动排放。

3.根据权利要求1所述的核电厂安全壳主动排放的决策评价方法，其特征在于，还包括氢气威胁缓解决策评价步骤，具体包括以下步骤：

(S21)计算主动排放的放射性剂量后果期望值M2；

(S22)预测安全壳氢爆威胁的临界值，首先计算M2和不排放的放射性剂量后果期望值N2相等时的安全壳氢爆临界失效概率K，K满足M2＝N2＝K×H+(1-K)×J；其中H为不进行主动排放而氢气爆炸导致安全壳失效后的放射性剂量后果，J为在氢气爆炸风险下不进行主动排放安全壳不失效的放射性剂量后果；

(S23)根据安全壳承压失效概率曲线和安全壳氢爆临界失效概率K确定氢爆威胁下安全壳临界压力E1；

(S24)根据安全壳临界压力E1计算氢气严重威胁区浓度限值范围C1；

(S25)确定执行主动排放的氢气浓度推荐限值范围C0，C0＝C1-C2，C2为氢气浓度裕量；

(S26)安全壳氢气浓度达到推荐限值区范围C0且持续上升时，请求执行主动排放。

4.根据权利要求3所述的核电厂安全壳主动排放的决策评价方法，其特征在于，所述氢气威胁缓解决策评价步骤还包括氢爆威胁解除后的排放终止决策评价步骤：当实际放射性剂量后果突然上升时，或者氢气威胁显著缓解时，立即停止主动排放。

5.根据权利要求1至4任一所述的核电厂安全壳主动排放的决策评价方法，其特征在于，针对配置了安全壳过滤排放系统的核电厂，还包括放射性裂变产物释放缓解决策评价步骤，具体包括以下步骤：

(S31)计算主动过滤排放的放射性剂量后果期望值M3；

(S32)监测当前安全壳泄漏导致的放射性后果值，并比较当前安全壳泄漏导致的放射性后果值与主动过滤排放的放射性剂量后果期望值M3，评价是否应主动过滤排放；

(S33)执行安全壳主动过滤排放后，当监测到的环境实际放射性剂量后果没有明显下降时，停止过滤排放。

6.根据权利要求5所述的核电厂安全壳主动排放的决策评价方法，其特征在于，步骤(S32)中，当前安全壳泄漏导致的放射性后果值小于主动过滤排放的放射性剂量后果期望值M3时，不执行主动过滤排放；当前安全壳泄漏导致的放射性后果值大于主动过滤排放的放射性剂量后果期望值M3时，执行主动过滤排放。