CN112257473B - 压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法 - Google Patents
压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112257473B CN112257473B CN202011141410.XA CN202011141410A CN112257473B CN 112257473 B CN112257473 B CN 112257473B CN 202011141410 A CN202011141410 A CN 202011141410A CN 112257473 B CN112257473 B CN 112257473B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- break
- size
- pressurized water
- main
- water reactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 216
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000013461 design Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 32
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000010206 sensitivity analysis Methods 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 19
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 25
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 20
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000001595 flow curve Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 229940123973 Oxygen scavenger Drugs 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000011269 treatment regimen Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/48—Analogue computers for specific processes, systems or devices, e.g. simulators
- G06G7/54—Analogue computers for specific processes, systems or devices, e.g. simulators for nuclear physics, e.g. nuclear reactors, radioactive fall
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
本公开提供了一种压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法，属于核电试验领域。该确定方法包括建立压水堆二回路的热力系统的工质流动模型；在主管道的子模型上，确定压水堆二回路主管道的破口工况；根据不同的破口工况，在主管道的子模型上选取不同尺寸的破口；分别对不同尺寸的破口，开展流体喷放过程和给水泄放过程的动态模拟计算，以得到对应的破口瞬态泄放流量、动态泄放曲线和总泄放量；根据破口瞬态泄放流量、动态泄放曲线和总泄放量，确定压水堆二回路防水淹设计的包络流量。本公开通过开展各破口工况简化方案的建模，能够获得破口瞬态泄放流量等，最终确定压水堆二回路防水淹设计的包络流量，为第一跨防水淹设计提供数据基础。
Description
技术领域
本公开属于核电试验领域，特别涉及一种压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法。
背景技术
AP1000(Advanced Passive PWR(pressurized water reactor)作为国家大力支持的第三代核电技术，为了提高其非能动安全性，需要对其安全性进行验证并进行优化设计。对于核电站而言，二回路主管道在进行防水淹设计时包络流量的确定尤为重要。二回路主管道是常规岛厂房内流量最大、压力最大的管道，一旦第一跨(第一跨是压水堆二回路中其中一部分结构，具体为AP/CAP系列核电机组所特有的结构设计，其位于核岛厂房与常规岛厂房之间，布置有执行纵深防御功能的设备冷却水泵、变频装置、蓄电池室等核岛相关设备)内主管道发生破口，二回路中大量的主给水从破口处向外喷射，并在高温高压下发生闪蒸，形成汽水混合物，并很快达到喷射最大流量，倾泻至第一跨空间，可能导致第一跨内水位迅速上升，甚至导致第一跨内的设备冷却水泵等设备被淹没，以致无法执行相关的纵深防御功能。同时此过程将直接对核电站反应堆一回路中的蒸汽发生器的液位和压力保持造成影响，进而影响反应堆余热排出。由此可见，压水堆二回路的防水淹设计尤为重要，而在进行压水堆二回路的防水淹设计时，主要依据二回路防水淹设计包络流量进行。
目前，尚未有直接针对二回路防水淹设计包络流量的确定方法。并且，相关技术中，对二回路主管道破口工况的分析研究重点是对一回路的影响来开展的，也就是说，对核电厂中的二回路的主管道的破口状态进行分析，分析过程中主要以保证堆芯完整，反应堆安全运行的主要因素和潜在危险为核心，然后根据不同破口工况对主管道的泄露程度给出相应的处理策略或者后续设计方案。
然而，以上方法无法定量的分析二回路主管道发生不同程度破口时对应的动态泄放过程和具体的泄放数值，所以不能真实的反应出主管道破口时的泄放情况，无法对二回路第一跨的防水淹设计提供足够的支持，即无法确定压水堆二回路防水淹设计的包络流量。
发明内容
本公开实施例提供了一种压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法，可以基于对二回路主管道不同破口工况的边界条件，对应的瞬时泄放量、动态泄放曲线、总泄放量，以及防水淹设计需包络的极限工况进行分析，来确定出压水堆二回路防水淹设计的包络流量。
所述技术方案如下：
本公开实施例提供了一种压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法，所述确定方法包括：
建立压水堆二回路的热力系统的工质流动模型，所述工质流动模型中包括主管道的子模型；
在所述主管道的子模型上，确定所述压水堆二回路主管道的破口工况；
根据不同的所述破口工况，在所述主管道的子模型上选取不同尺寸的破口；
分别对不同尺寸的所述破口，开展流体喷放过程和给水泄放过程的动态模拟计算，以得到对应的破口瞬态泄放流量、动态泄放曲线和总泄放量；
根据所述破口瞬态泄放流量、所述动态泄放曲线和所述总泄放量，确定所述压水堆二回路防水淹设计的包络流量。
在本公开的又一种实现方式中，所述建立压水堆二回路热力系统的工质流动模型，包括：
分别对所述二回路的热力系统中的主蒸汽管道、抽汽管道、再热蒸汽管道、凝结水管道、汽水分离再热器疏水管道及加热器疏水管道、汽轮机、除氧器、汽水分离再热器、高压加热器、低压加热器、凝汽器、主给水泵、凝结水泵、阀门一一对应建立子模型，以组合得到所述工质流动模型。
在本公开的又一种实现方式中，所述在所述主管道的子模型上选取不同尺寸的破口，包括：
在所述主管道子模型上选取第一尺寸的破口，所述第一尺寸为所述压水堆二回路的热力系统处于第一状态时，所述破口所对应的尺寸，此时所述主给水泵流量达到可持续运行的最大值，而恰巧未触发超流量保护跳泵；
在所述主管道子模型上选取第二尺寸的破口，所述第二尺寸为所述压水堆二回路的热力系统处于第二状态时，所述破口所对应的尺寸，此时所述第二尺寸的破口不会导致超流量保护直接触发所述主给水泵停泵，而是由所述破口引起的所述压水堆二回路内水量持续减少，所述除氧器的水位降低触发所述主给水泵停泵；
在所述主管道子模型中选取第三尺寸的破口，所述第三尺寸为所述压水堆二回路的热力系统处于第三状态时，所述破口所对应的尺寸，此时所述破口不会导致以超流量保护直接触发所述主给水泵停泵，而是由所述破口引发所述压水堆二回路内水量持续减少，所述凝汽器的水位降低触发所述凝结水泵跳闸，并最终触发所述主给水泵停泵；
在所述主管道子模型中选取第四尺寸的破口，所述第四尺寸为所述压水堆二回路的热力系统处于第四状态时，所述破口所对应的尺寸，此时所述主管道为双端断裂状态。
在本公开的又一种实现方式中，所述第二尺寸的破口小于所述第一尺寸的破口，所述第三尺寸的破口小于第一尺寸的破口。
在本公开的又一种实现方式中，若所述除氧器中的水位达到低二水位时，所述除氧器的低二液位报警信号能够触发所述主给水泵停泵。
在本公开的又一种实现方式中，若所述凝汽器中的水位达到低二水位时，所述凝汽器第二液位报警信号触发所述凝结水泵跳闸，所述除氧器丧失上路流量补给而水位降低，进而触发所述主给水泵停泵。
在本公开的又一种实现方式中，所述第四尺寸的破口的当量直径为所述主管道的直径。
在本公开的又一种实现方式中，在所述主管道的子模型上，确定所述压水堆二回路主管道的破口工况之前，所述确定方法还包括：
对所述工质流动模型进行网格敏感性分析，以确保所述工质流动模型的输出参数的网格无关性，所述网格敏感性分析是指分析所述工质流动模型的计算结果，与其计算时选取的网格尺寸之间的关系。
在本公开的又一种实现方式中，所述对所述工质流动模型进行网格敏感性分析，以确保所述工质流动模型的输出参数的网格无关性，包括：
在所述工质流动模型中选取多个节点数，分别生成对应的不同网格数的网格；
观察所述所述工质流动模型在进行所述动态模拟计算时的收敛性，确保所述工质流动模型的输出参数与所述网格尺寸无关。
在本公开的又一种实现方式中，所述分别对不同尺寸的所述破口，开展流体喷放过程和给水泄放过程的动态模拟计算，以得到对应的破口瞬态泄放流量、动态泄放曲线和总泄放量，包括：
对所述工质流动模型进行稳态初始化；
对所述工质流动模型进行破口工况瞬态运算，得到所述破口瞬态泄放流量、所述动态泄放曲线和所述总泄放量。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过本公开实施例提供的压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法在对包络流量进行确定时，由于该确定方法首先是对压水堆二回路的热力系统建立工质流动模型，且建模范围广泛，涵盖二回路的主要汽水流程，可以通过该工质流动模型便捷、高效、准确的对压水堆二回路的热力系统工质流动进行模拟，从而保证后续不同尺寸的破口工况对应的动态泄放过程及泄放量数据的准确性。下一步，在主管道子模型上模拟不同的破口工况，并且在不同的破口工况下尝试选取多个破口尺寸，进行对流体喷放过程和给水泄放过程的动态模拟计算，以得到不同破口尺寸对应的破口瞬时泄放量、动态泄放曲线和总泄放量，这样可以通过选取不同的破口尺寸模拟各种破口工况，便捷、高效、准确的获得多种破口工况下对应的破口瞬态泄放水量、动态泄放曲线和总泄放水量，真实的反应出主管道破口时泄放情况，得到二回路主要参数在不同破口尺寸下的瞬态热工水力特性，为第一跨空间内的泄洪动态数值模拟提供数据基础。然后，根据不同破口工况的水量泄放量情况，可以反映不同破口工况下在常规岛厂房第一跨发生的最恶劣的水淹情况，进而为第一跨的泄洪策略、泄洪途径、主管道布置等防水淹设计做出准确的指导，有针对性的对二回路防水淹设计进行优化，这样便可保证压水堆二回路主管道各类破口工况不会造成二回路第一跨等空间中不会发生不可接受的水淹危害，避免由水淹危害引发的核安全事故，提高AP/CAP系列第三代非能动核电机组的运行安全性。也就是说，本公开实施例提供的压水堆二回路防水淹确定方法是基于二回路汽水系统工质流动模型，开展各破口工况简化方案的建模可行性验证、破口模型的搭建及调试，流体喷放过程和给水泄放动态过程的模拟计算等工作，从而获得不同破口工况的瞬态泄放水量、动态泄放曲线和总泄放水量，以进一步确定压水堆二回路防水淹的包络流量，为泄洪动态数值模拟提供数据基础，避免水淹事故的发生，或者当此类事故发生时，设计中能够包络充分、准确的泄洪措施，进而避免不可接受的水淹损失。
另外，由于该确定方法中通过分析主管道不同的破口工况下对应的几种不同破口尺寸，能够实现使用单个破口模型即可以完成对多个破口尺寸工况的泄放水量计算，使得该方法能够将对应几种典型的破口工况进行模拟分析，从而为第一跨泄洪动态数值模拟以及防水淹设计优化提供更为丰富、准确的数据支持。
本公开实施例提供的压水堆二回路防水淹的包络流量的确定方法，可以便捷、高效、准确的得出最恶劣的破口水淹工况数据，确定压水堆二回路防水淹的包络流量，进而为AP1000/CAP1400.及其他AP/CAP系列核电厂的常规岛主厂房第一跨防水淹设计提供数据支撑和指导策略。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例提供的一种压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法流程图；
图2是本公开实施例提供的另一种压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法流程图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
本公开实施例提供了一种压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法，如图1所示，确定方法包括：
S101：建立压水堆二回路的热力系统的工质流动模型，工质流动模型中包括主管道的子模型。
在上述实现方式中，通过相关的数学软件，可以方便的对压水堆二回路的热力系统建立对应的工质流动模型，以为后续步骤能够进行不同破口尺寸的模拟做准备。
S102：在主管道的子模型上，确定压水堆二回路主管道的破口工况。
在上述实现方式中，通过对工质流动模型主管道确定不同的破口工况，进而可以在不同的破口工况下尝试选取不同的破口尺寸。
S103：根据不同的破口工况，在主管道的子模型上选取不同尺寸的破口。
在上述实现方式中，通过在工质流动模型中的主管道上不同的破口工况上选取不同的破口尺寸进行模拟，进而获得多种破口尺寸下对应的破口瞬态泄放水量和总泄放水量，最终可对多个不同破口尺寸的泄洪动态数值模拟。
S104：分别对不同尺寸的破口，开展流体喷放过程和给水泄放过程的动态模拟计算，以得到对应的破口瞬态泄放流量、动态泄放曲线和总泄放量。
S105：根据破口瞬态泄放流量、动态泄放曲线和总泄放量，确定压水堆二回路防水淹设计的包络流量。
通过本公开实施例提供的压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法在对包络流量进行确定时，由于该确定方法首先是对压水堆二回路的热力系统建立工质流动模型，且建模范围广泛，涵盖二回路的主要汽水流程，可以通过该工质流动模型便捷、高效、准确的对压水堆二回路的热力系统工质流动进行模拟，从而保证后续不同尺寸的破口工况对应的动态泄放过程及泄放量数据的准确性。下一步，在主管道子模型上模拟不同的破口工况，并且在不同的破口工况下尝试选取多个破口尺寸，进行对流体喷放过程和给水泄放过程的动态模拟计算，以得到不同破口尺寸对应的破口瞬时泄放量、动态泄放曲线和总泄放量，这样可以通过选取不同的破口尺寸模拟各种破口工况，便捷、高效、准确的获得多种破口工况下对应的破口瞬态泄放水量、动态泄放曲线和总泄放水量，真实的反应出主管道破口时泄放情况，得到二回路主要参数在不同破口尺寸下的瞬态热工水力特性，为第一跨空间内的泄洪动态数值模拟提供数据基础。然后，根据不同破口工况的水量泄放量情况，可以反映不同破口工况下在常规岛厂房第一跨发生的最恶劣的水淹情况，进而为第一跨的泄洪策略、泄洪途径、主管道布置等防水淹设计做出准确的指导，有针对性的对二回路防水淹设计进行优化，这样便可保证压水堆二回路主管道各类破口工况不会造成二回路第一跨等空间中不会发生不可接受的水淹危害，避免由水淹危害引发的核安全事故，提高AP/CAP系列第三代非能动核电机组的运行安全性。也就是说，本公开实施例提供的压水堆二回路防水淹确定方法是基于二回路汽水系统工质流动模型，开展各破口工况简化方案的建模可行性验证、破口模型的搭建及调试，流体喷放过程和给水泄放动态过程的模拟计算等工作，从而获得不同破口工况的瞬态泄放水量、动态泄放曲线和总泄放水量，以进一步确定压水堆二回路防水淹的包络流量，为泄洪动态数值模拟提供数据基础，避免水淹事故的发生，或者当此类事故发生时，设计中能够包络充分、准确的泄洪措施，进而避免不可接受的水淹损失。
另外，由于该确定方法中通过分析主管道不同的破口工况下对应的几种不同破口尺寸，能够实现使用单个破口模型即可以完成对多个破口尺寸工况的泄放水量计算，使得该方法能够将对应几种典型的破口工况进行模拟分析，从而为第一跨泄洪动态数值模拟以及防水淹设计优化提供更为丰富、准确的数据支持。
本公开实施例提供的压水堆二回路防水淹的包络流量的确定方法，可以便捷、高效、准确的得出最恶劣的破口水淹工况数据，确定压水堆二回路防水淹的包络流量，进而为AP1000/CAP1400.及其他AP/CAP系列核电厂的常规岛主厂房第一跨防水淹设计提供数据支撑和指导策略。
图2是本公开实施例提供的另一种压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法流程图，结合图2，该确定方法包括：
S201：建立压水堆二回路的热力系统的工质流动模型，工质流动模型中包括主管道的子模型。
步骤201通过以下方式实现：
分别对二回路的热力系统中的主蒸汽管道、抽汽管道、再热蒸汽管道、凝结水管道、汽水分离再热器疏水管道及加热器疏水管道、汽轮机、除氧器、汽水分离再热器、高压加热器、低压加热器、凝汽器、主给水泵、凝结水泵、阀门一一对应建立子模型，以组合得到工质流动模型。
在上述实现方式中，工质流动模型的建立不仅可以简单方便的对压水堆二回路的主管道系统进行模拟，而且该工质流动模型也能够准确模拟压水堆二回路中汽水系统的工质流动情况。
示例性地，汽轮机子模型可以包括高压缸型汽轮机子模型以及低压缸型汽轮机子模型。
需要说明的是，在建立工质流动模型时，建模的深度需要满足压水堆二回路中主管道各种破口工况下泄放水量动态计算的模拟要求。
本实施例中，该工质流动模型满足：
高压缸子模型经抽汽管道子模型抽取部分蒸汽送至高压加热器子模型，大部分蒸汽通过再热蒸汽管道子模型排向MSR；
低压缸子模型通过抽汽管道子模型抽取蒸汽送往低压加热器子模型时，低压缸子模型的排汽进入凝汽器子模型被海水冷却为凝结水；
凝结水泵子模型将凝结水升压后经低压加热器子模型送往除氧器子模型，主给水泵子模型从除氧器子模型底部吸水，将水升压后经高压加热器子模型加热。
需要说明的是，以上所说的阀门是指压水堆二回路中主要的阀门。
S202：对工质流动模型进行网格敏感性分析，以确保工质流动模型的输出参数的网格无关性，网格敏感性分析是指分析工质流动模型的计算结果，与其计算时选取的网格尺寸之间的关系。
在上述实现方式中，通过对工质流动模型进行网格敏感性分析，可以确保建立的工质流动模型的最后的输出参数与网格尺寸的变化无关，进而保证输出数据的准确性。
步骤S202通过以下方式实现：
2.1：在工质流动模型中选取多个节点数，分别生成对应的不同网格数的网格。
2.2：观察工质流动模型在进行动态模拟计算时的收敛性，确保工质流动模型的输出参数与网格尺寸无关。
在上述实现方式中，通过对模工质流动模型展开网格敏感性分析，适当选取节点数，分别生成几个不同网格数的网格，并检查网格质量，观察模拟破口流量计算时的收敛性，在破口位置比较分析几者差别，确保最后的输出参数与网格尺寸的变化无关，这样便可保证工质流动模型计算结果的准确性。
S203：在主管道的子模型上，确定压水堆二回路主管道的破口工况。
在上述实现方式中，通过对工质流动模型主管道确定不同的破口工况，进而可以在不同的破口工况下尝试选取不同的破口尺寸。
压水堆二回路主管道的破口工况分别有四类设计工况。
其中，第一类工况为：按照不触发主给水泵超流量保护的最大流量考虑，即管道破裂后主给水泵以不触发超流量保护停泵的最大流量运行。第二类破口工况为：除氧器达到低二水位触发主给水泵停泵。第三类破口工况为：凝汽器水位达到低二水位触发主给水泵停泵。第四类工况为：主管道双端断裂，主给水泵流量增大至过载跳泵。
S204：根据不同的破口工况，在主管道的子模型上选取不同尺寸的破口。
通过以上四类破口工况，最后确定4个典型的破口尺寸：
(1)在主管道子模型上选取第一尺寸的破口，第一尺寸为压水堆二回路的热力系统处于第一状态时，破口所对应的尺寸，此时主给水泵流量达到可持续运行的最大值，而恰巧未触发超流量保护跳泵。
在上述实现方式中，当主给水泵流量达到泵组可持续运行的最大值，主给水泵保护跳泵未触发，此时对应的状态为第一状态，即获取第一尺寸的破口。
示例性地，第一尺寸的破口为假定主管道纵向破裂时对应的尺寸，破口形状可以为圆形状。
(2)在主管道子模型上选取第二尺寸的破口，第二尺寸为压水堆二回路的热力系统处于第二状态时，破口所对应的尺寸，此时第二尺寸的破口不会导致超流量保护直接触发主给水泵停泵，而是由破口引起的压水堆二回路内水量持续减少，除氧器的水位降低触发主给水泵停泵。
示例性地，当压水堆二回路主管道处于第二尺寸的破口工况时，除氧器中的水位达到低二水位时，除氧器的低二液位报警信号能够触发主给水泵停泵。
在上述实现方式中，通过设置除氧器中的水位使其触发主给水泵停泵，便可对应获得第二类破口工况的破口尺寸(也就是第二尺寸)，为了使得第二尺寸的破口获取更为容易，一般使得除氧器触发主给水泵停泵的触发时间小于1200秒，且除氧器不能够直接触发主给水泵停泵。
示例性地，第二尺寸的破口为假定主管道子模型纵向破裂时对应的尺寸，破口形状可以为圆形状。
(3)在主管道子模型中选取第三尺寸的破口，第三尺寸为压水堆二回路的热力系统处于第三状态时，破口所对应的尺寸，此时破口不会导致以超流量保护直接触发主给水泵停泵，而是由破口引发压水堆二回路内水量持续减少，凝汽器的水位降低触发凝结水泵跳闸，并最终触发主给水泵停泵。
示例性地，当压水堆二回路主管道处于第三尺寸的破口工况时，凝汽器中的水位达到低二水位时，凝汽器第二液位报警信号触发凝结水泵跳闸，除氧器丧失上路流量补给而水位降低，进而触发主给水泵停泵。
在上述实现方式中，当凝汽器中的水位达到低二水位时，凝汽器第二液位报警信号便能钩触发凝结水泵跳闸，而当凝结水泵跳闸以后，除氧器的水位便会降低直到触发主给水泵跳闸。为了使得第三尺寸的破口获取更为容易，一般使得除氧器触发时间大于1200秒。
示例性地，第三尺寸的破口为假定主管道子模型纵向破裂时对应的尺寸，破口形状可以为圆形状。
本实施例中，第二尺寸的破口小于第一尺寸的破口，第三尺寸的破口小于第一尺寸的破口。
(4)在主管道子模型中选取第四尺寸的破口，第四尺寸为压水堆二回路的热力系统处于第四状态时，破口所对应的尺寸，此时主管道为双端断裂状态。
示例性地，第四尺寸的破口的当量直径为主管道的直径。
示例性地，第四尺寸的破口为假定主管道环向破裂造成主管道断开而彻底分离成两个断离的管端，且假定破口平面垂直于管道的纵轴线，而破口平面面积为破口位置处管道的截面流通面积。当处于第四尺寸的破口工况时，主管道双端断裂，此时，破口使得主给水泵流量过载跳闸。
S205：分别对不同尺寸的破口，开展流体喷放过程和给水泄放过程的动态模拟计算，以得到对应的破口瞬态泄放流量、动态泄放曲线和总泄放量。
步骤S205通过以下方式实现：
5.1：对工质流动模型进行稳态初始化，使得工质流动模型处于稳态运行中。
5.2：对工质流动模型进行破口工况瞬态运算，得到破口瞬态泄放流量、动态泄放曲线和总泄放量。
本实施例中，在对流体喷放过程和给水泄放动态过程的模拟计算时，在整个二回路系统稳态运行的基础上，去掉多余的边界条件，只保留入口的流量条件和出口的压力边界条件，从而进行瞬态运算。
对应不同的破口工况，模拟不同的破口尺寸，并绘制对应的破口动态泄放曲线。
根据主给水泵的流量阈值调节至最大的破口尺寸后，设置主给水泵即刻停泵，取0.1s的时间间隔绘制破口的瞬时流量曲线。
对于选定的小破口尺寸，如不会即刻触发主给水泵停泵的情况下，约90s后由蒸汽发生器低液位触发反应堆停堆，假定停堆前主蒸汽保持满功率流量进入凝汽器，停堆后的蒸汽流量降至约0.1m3/s，同时在约1200s内，核岛侧不会通过自动/手动操作停主给水泵，如果在1200s之后破口处还有流体泄放，则设置凝汽器低水位触发凝结水泵停泵，继而触发主给水泵停泵。反之，如果在1200s内破口处没有流体的泄放，则设置由除氧器低低水位触发主给水泵停泵，同时得到以上两类情况的瞬时流量曲线图。
在上述实现方式中，通过获取动态泄放曲线图可以简单准确的知道主管道发生破裂时对应的破口瞬态泄放水量和总泄放水量，进而为泄洪动态数值模拟提供数据基础。
另外，在进行模拟计算应考虑主管道破口处汽液两相流对泄放的影响。
示例性地，在模拟计算中，要使得模拟结果中应包含工质相态变化后汽、水两相各自流量，对应的破口工况下流体泄放模拟过程应保证模型中逻辑联锁的有效性，由二回路汽水系统模型中相应保护逻辑动作触发给水泵停泵而终止泄放。
在上述实现方式中，通过分析在主管道破口工况下几种不同的触发主给水泵跳泵的情况得到相应的破口尺寸的选取方法，实现使用单个破口模型即可以完成对多个破口尺寸工况的泄放水量计算，测试还考虑了主管道破口处气液两相流对泄放的影响，最终模拟结果中包含了工质相态变化后汽、水两相的各自流量。破口工况下流体泄放模拟过程中保证了模型中逻辑联锁的有效性由二回路汽水系统模型中相应保护逻辑动作触发给水泵停泵而终止泄放。
S206：根据破口瞬态泄放流量、动态泄放曲线和总泄放量，确定压水堆二回路防水淹设计的包络流量。
在上述实现方式中，通过对不同破口的模拟得到对应的破口瞬时泄放量、动态泄放曲线和总泄放量等的模拟结果，基于该模拟结果，可以确定压水堆二回路的主管道破口工况下对第一跨最恶劣的水淹情况，以便通过水淹情况确定压水堆二回路防水淹的包络流量，以此根据包络流量来反过来指导压水堆二回路的主管道中的第一跨的防水淹设计。即通过以上步骤能够为第一跨防洪防水淹提供数据支撑和指导策略。
以上仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法，其特征在于，所述确定方法包括：
分别对压水堆二回路的热力系统中的主蒸汽管道、抽汽管道、再热蒸汽管道、凝结水管道、汽水分离再热器疏水管道及加热器疏水管道、汽轮机、除氧器、汽水分离再热器、高压加热器、低压加热器、凝汽器、主给水泵、凝结水泵、阀门一一对应建立子模型，以得到所述压水堆二回路的热力系统的工质流动模型，所述工质流动模型中还包括主管道的子模型；
在所述主管道的子模型上，确定所述压水堆二回路主管道的破口工况；
根据不同的所述破口工况，在所述主管道的子模型上选取不同尺寸的破口，所述不同尺寸的破口包括第一尺寸的破口、第二尺寸的破口、第三尺寸的破口以及第四尺寸的破口，所述第一尺寸为所述压水堆二回路的热力系统处于第一状态时，所述破口所对应的尺寸，此时所述主给水泵流量达到可持续运行的最大值，而恰巧未触发超流量保护跳泵，所述第二尺寸为所述压水堆二回路的热力系统处于第二状态时，所述破口所对应的尺寸，此时所述第二尺寸的破口不会导致超流量保护直接触发所述主给水泵停泵，而是由所述破口引起的所述压水堆二回路内水量持续减少，所述除氧器的水位降低触发所述主给水泵停泵，所述第三尺寸为所述压水堆二回路的热力系统处于第三状态时，所述破口所对应的尺寸，此时所述破口不会导致以超流量保护直接触发所述主给水泵停泵，而是由所述破口引发所述压水堆二回路内水量持续减少，所述凝汽器的水位降低触发所述凝结水泵跳闸，并最终触发所述主给水泵停泵，所述第四尺寸为所述压水堆二回路的热力系统处于第四状态时，所述破口所对应的尺寸，此时所述主管道为双端断裂状态；
分别对不同尺寸的所述破口，开展流体喷放过程和给水泄放过程的动态模拟计算，以得到对应的破口瞬态泄放流量、动态泄放曲线和总泄放量；
根据所述破口瞬态泄放流量、所述动态泄放曲线和所述总泄放量，确定所述压水堆二回路防水淹设计的包络流量。
2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述第二尺寸的破口小于所述第一尺寸的破口，所述第三尺寸的破口小于第一尺寸的破口。
3.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，若所述除氧器中的水位达到低二水位时，所述除氧器的低二液位报警信号能够触发所述主给水泵停泵。
4.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，若所述凝汽器中的水位达到低二水位时，所述凝汽器第二液位报警信号触发所述凝结水泵跳闸，所述除氧器丧失上路流量补给而水位降低，进而触发所述主给水泵停泵。
5.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述第四尺寸的破口的当量直径为所述主管道的直径。
6.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在所述主管道的子模型上，确定所述压水堆二回路主管道的破口工况之前，所述确定方法还包括：
对所述工质流动模型进行网格敏感性分析，以确保所述工质流动模型的输出参数的网格无关性，所述网格敏感性分析是指分析所述工质流动模型的计算结果，与其计算时选取的网格尺寸之间的关系。
7.根据权利要求6所述的确定方法，其特征在于，所述对所述工质流动模型进行网格敏感性分析，以确保所述工质流动模型的输出参数的网格无关性，包括：
在所述工质流动模型中选取多个节点数，分别生成对应的不同网格数的网格；
观察所述所述工质流动模型在进行所述动态模拟计算时的收敛性，确保所述工质流动模型的输出参数与所述网格尺寸无关。
8.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述分别对不同尺寸的所述破口，开展流体喷放过程和给水泄放过程的动态模拟计算，以得到对应的破口瞬态泄放流量、动态泄放曲线和总泄放量，包括：
对所述工质流动模型进行稳态初始化；
对所述工质流动模型进行破口工况瞬态运算，得到所述破口瞬态泄放流量、所述动态泄放曲线和所述总泄放量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011141410.XA CN112257473B (zh) | 2020-10-22 | 2020-10-22 | 压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011141410.XA CN112257473B (zh) | 2020-10-22 | 2020-10-22 | 压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112257473A CN112257473A (zh) | 2021-01-22 |
| CN112257473B true CN112257473B (zh) | 2024-02-27 |
Family
ID=74264065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011141410.XA Active CN112257473B (zh) | 2020-10-22 | 2020-10-22 | 压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112257473B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113191093B (zh) * | 2021-03-22 | 2024-02-06 | 国核电力规划设计研究院有限公司 | 压水堆二回路汽水流动模型建立方法及多工况模拟方法 |
| CN115099040B (zh) * | 2022-06-29 | 2023-09-29 | 中国人民解放军91439部队 | 一种板状结构网格模型破口面积计算方法及系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103295656A (zh) * | 2012-02-29 | 2013-09-11 | 上海核工程研究设计院 | 用于核反应堆的多样化专设安全系统 |
| CN104505131A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-04-08 | 中国核动力研究设计院 | 具有测量两相喷放流量功能的破口模拟系统及其测量方法 |
| CN110659843A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-07 | 国核电力规划设计研究院有限公司 | 核电常规岛给水系统可靠性评估方法及装置 |
| CN210956182U (zh) * | 2019-10-30 | 2020-07-07 | 华龙国际核电技术有限公司 | 安全注入系统及核电系统 |
-
2020
- 2020-10-22 CN CN202011141410.XA patent/CN112257473B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103295656A (zh) * | 2012-02-29 | 2013-09-11 | 上海核工程研究设计院 | 用于核反应堆的多样化专设安全系统 |
| CN104505131A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-04-08 | 中国核动力研究设计院 | 具有测量两相喷放流量功能的破口模拟系统及其测量方法 |
| CN110659843A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-07 | 国核电力规划设计研究院有限公司 | 核电常规岛给水系统可靠性评估方法及装置 |
| CN210956182U (zh) * | 2019-10-30 | 2020-07-07 | 华龙国际核电技术有限公司 | 安全注入系统及核电系统 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| AP1000核电厂二回路主管道双端断裂流体喷射力计算分析;刘军良;隋丹婷;邵杰;陆道纲;洪阳;;原子能科学技术(第02期);297-303 * |
| AP1000核电站第一跨防水淹设计研究;薛跃鹏;《南方能源建设 》;第6卷(第1期);36-40 * |
| 常规岛给水系统瞬态分析研究;杨勇;沈良洁;;产业与科技论坛(第18期);49-52 * |
| 核电厂凝结水泵异常运行分析;徐楠;;电工技术(第04期);101-102+108 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112257473A (zh) | 2021-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112257473B (zh) | 压水堆二回路防水淹设计包络流量的确定方法 | |
| Hu et al. | Investigation of severe accident scenario of PWR response to LOCA along with SBO | |
| Vahman et al. | Investigation of small break LOCA with failure of the emergency core cooling system accident management in VVER-1000 reactor type | |
| Park et al. | Major results from 1-train passive safety system tests for the SMART design with the SMART-TIL facility | |
| Bandini et al. | Validation of CATHARE V2. 5 thermal-hydraulic code against full-scale PERSEO tests for decay heat removal in LWRs | |
| Sun et al. | Fault Identification of a small modular reactor based on PCA method | |
| Kinoshita et al. | RELAP5 Code Uncertainty Analysis of LSTF Small Break LOCA Tests With Steam Generator Intentional Depressurization as an Accident Management Procedure | |
| Helmy et al. | Analysis of break size effects on SBLOCA scenario in a 4 loop PWR using Relap5/mod 3.3 | |
| Pouresgandar et al. | Evaluation of advanced accumulator in a VVER-1000 reactor in loss of coolant accident | |
| Kinoshita | Uncertainty analysis of scaling calculations from LSTF small break LOCA tests with steam generator intentional depressurization applying to a four-loop PWR | |
| Kinoshita et al. | RELAP5 code analysis of LSTF small break LOCA tests with steam generator intentional depressurization and its uncertainty quantification by Monte Carlo method and Wilks formula approach | |
| Ruiz-Zapatero et al. | FLEX Strategy Implementation for LOCA Sequences in PWR-Westinghouse | |
| KR102455236B1 (ko) | 피동보조급수계통의 불용 열교환수 활용 시스템 | |
| Yu et al. | Analysis of IPWR Severe Accident Process Response to SBLOCA | |
| KR102273288B1 (ko) | 중수로 정지냉각계통의 고장으로 인해 발생한 설계기준사고 영향 평가 시스템 | |
| Kinoshita et al. | RELAP5 Code Analysis of LSTF Small Break LOCA Tests With Steam Generator Intentional Depressurization as an Accident Management Procedure: Investigation on Base Case Result Appropriate for the Best Estimate Plus Uncertainty (BEPU) Application | |
| Zheng et al. | Analysis of IP200 Severe Accident Process Response to SBO and Emergency Power Failure | |
| Zhang | Research on DTS Analysis Method for 1000MWe PWR NPP | |
| Hovhannisyan et al. | Investigation of VVER-440 Confinement Response During DBA After Leaktightness Improvement | |
| Ning et al. | Method for Prognosis of LBLOCA Initiated Emergency Condition | |
| Wang et al. | Study on the Influence of Leakage Fault on the Thermal and Hydraulic Characteristics of U-tube Steam Generator | |
| Urbonavicius et al. | Sensitivity and uncertainty analysis for Ignalina NPP confinement in case of loss of coolant accident | |
| KR20220061719A (ko) | 원자력 발전소 원자로용기파손사고의 파단 위치 선정 방법 | |
| Altaha et al. | Analysis of the small break loss of coolant accident in the VVER-1000/V446 reactor | |
| Xing et al. | Validation of TRACE Code Against ROSA/LSTF Test for SBLOCA of Pressure Vessel Upper-Head Small Break |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |