一种核反应堆压力容器下封头失效模式判定方法技术

本发明专利技术公开了一种核反应堆压力容器下封头失效判定方法，严重事故工况下，根据堆芯熔融物与下封头及下封头配件的作用情况、下封头与下封头配件的形变情况，判断出反应堆压力容器下封头失效模式，所述下封头失效模式的类别大于两种。本发明专利技术所提供的核反应堆压力容器下封头失效模式判定方法可以较全面地评价和判断严重事故工况下核反应堆压力容器下封头的失效。失效。失效。

【技术实现步骤摘要】
一种核反应堆压力容器下封头失效模式判定方法


[0001]本专利技术涉及核反应堆工况安全领域，具体涉及一种核反应堆压力容器下封头失效模式判定方法。

技术介绍

[0002]严重事故工况下，反应堆堆芯因得不到足够冷却而熔化，熔化后的堆芯熔融物向下迁移掉落到压力容器下腔室内。此时的压力容器下封头的完整性可能受到熔穿、整体壁面过薄或机械负荷的威胁。压力容器的失效模式直接与放射性污染紧密相关。因此，有必要确定核反应堆压力容器下封头的失效模式和失效准则。常见的核反应堆压力容器下封头的失效准则只考虑两种：下封头的热工失效和蠕变失效。但实际上，在严重事故工况下，当堆芯熔融物迁移到下腔室后，下封头的失效模式远不止上述两种。而且，下封头的失效将直接造成熔融物和放射性产物释放到安全壳中，从而对安全壳甚至环境造成极大威胁。目前为止，还未建立统一的核反应堆压力容器下封头的失效模式和失效准则。为顺利开展核反应堆严重事故缓解措施研究、进一步保证核反应堆的安全性，建立全面的核反应堆压力容器下封头的失效模式判定方法是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是核反应堆压力容器的下封头失效仅考虑热工失效和蠕变失效，导致的评判不完整，易造成事故缓解措施造成影响，从而引发安全事故，目的在于提供一种核反应堆压力容器下封头失效模式判定方法，解决了全面完整的评判各种原因引发的下封头失效的问题。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0005]一种核反应堆压力容器下封头失效判定方法，严重事故工况下，根据堆芯熔融物与下封头及下封头配件的作用情况、下封头与下封头配件的形变情况，判断出反应堆压力容器下封头失效模式，所述下封头失效模式的类别大于两种。
[0006]现有技术中核反应堆压力容器的下封头失效仅考虑热工失效和蠕变失效，使下封头失效评判不具有完整性，从而影响事故缓解措施的制定。本专利技术从堆芯熔融物与下封头之间的作用关系，以及堆芯熔融物与下封头配件的关系，(此处的下封头配件包括下封头贯穿件及下封头贯穿件的焊缝等)还有下封头自身的形变情况、下封头配件自身的形变情况等，综合来判断反应堆压力容器下封头的失效模式。本专利技术方法在判断下封头失效模式上，考虑更加全面完整，所判断出的下封头失效模式大于两种，相比现有技术仅有两种下封头失效模式的判定方法，更加完整可靠，为反应堆压力容器事故缓解措施，提供了更详细的分析依据。
[0007]进一步的，所述下封头失效模式的类别包括六种，分别为：熔融物碎片直接撞击导致的下封头失效、下封头热工失效、下封头蠕变失效、堆芯熔融物喷射导致的下封头失效、下封头贯穿件应变失效导致的下封头失效和熔融物渗透支撑焊接导致的下封头失效。
[0008]进一步的，所述熔融物碎片直接撞击导致的下封头失效的判断方法如下：堆芯熔融物迁移到压力容器下腔室后，若下腔室内有少量水，堆芯熔融物以小直径的射流方式进入水中且形成碎片，熔融物碎片撞击到下封头底部产生大的热冲击，从而直接导致下封头失效甚至破口。
[0009]进一步的，所述下封头热工失效的判断方法如下：在实施堆腔注水措施时，当堆芯熔融物跌落压力容器下腔室形成熔融池后，计算得到压力容器外壁面的热流密度，当压力容器外壁面热流密度超过临界热流密度值，则判定为下封头热工失效。
[0010]进一步的，所述下封头蠕变失效的判断方法如下：当下封头壁面温度与压力水平超过下封头的承受强度极限，而产生的下封头失效，判定为下封头蠕变失效。
[0011]进一步的，所述堆芯熔融物喷射导致的下封头失效的判断方法如下：堆芯熔融物喷射到下封头后，堆芯熔融物与压力容器内壁面接触，使压力容器内壁面达到熔点或烧蚀，导致压力容器壁面厚度减少，从而发生局部或整体蠕变失效。
[0012]进一步的，所述下封头贯穿件应变失效导致的下封头失效为：堆芯熔融物流入贯穿件后，由下封头贯穿件应变失效导致的下封头失效。
[0013]进一步的，所述熔融物渗透支撑焊接导致的下封头失效的判断方法如下：当固定贯穿件的焊缝在堆芯熔融物作用下完全熔化，判定为熔融物渗透支撑焊接导致的下封头失效。
[0014]进一步的，并根据所述下封头失效模式，制定核反应堆严重事故缓解措施。
[0015]本专利技术方案的另一方面，一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的核反应堆压力容器下封头失效判定方法。
[0016]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0017]本专利技术所提供的核反应堆压力容器下封头失效模式判定方法可以较全面地评价和判断严重事故工况下核反应堆压力容器下封头的失效。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。在附图中：
[0019]图1为正常运行工况下核反应堆压力容器下封头示意图；
[0020]图2为熔融物碎片直接撞击导致的下封头失效示意图；
[0021]图3为下封头热工失效示意图；
[0022]图4为下封头蠕变失效示意图；
[0023]图5为堆芯熔融物喷射导致的下封头失效示意图；
[0024]图6为下封头贯穿件应变失效导致的下封头失效示意图；
[0025]图7为熔融物渗透支撑焊接导致的下封头失效示意图。
[0026]附图中标记及对应的零部件名称：
[0027]1‑
下封头，2
‑
下支承板，3
‑
水，4
‑
贯穿件，5
‑
焊缝，6
‑
燃料组件，7
‑
破口。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0029]实施例
[0030]目前为止，现有技术中，还未建立统一的核反应堆压力容器下封头的失效模式判断方法。为顺利开展核反应堆严重事故缓解措施研究、进一步保证核反应堆的安全性，建立全面的核反应堆压力容器下封头的失效模式判定方法是一个亟待解决的问题。
[0031]正常运行工况下核反应堆压力容器下封头示意图如图1所示。燃料组件6置于下支承板2之上，下封头1有贯穿件4，贯穿件4与下封头1由焊缝5连接，压力容器内充满冷却水3。严重事故后，燃料组件6熔化形成堆芯熔融物。
[0032]本实施例提供了6种核反应堆压力容器下封头失效模式判定方法。与目前现有的两种失效模式(热工失效和蠕变失效)相比，本实施例将更加全面的考虑了另外4种失效模式。压力容器下封头的失效将导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核反应堆压力容器下封头失效判定方法，其特征在于，严重事故工况下，根据堆芯熔融物与下封头及下封头配件的作用情况、下封头与下封头配件的形变情况，判断出反应堆压力容器下封头失效模式，所述下封头失效模式的类别大于两种。2.根据权利要求1所述核反应堆压力容器下封头失效判定方法，其特征在于，所述下封头失效模式的类别包括六种，分别为：熔融物碎片直接撞击导致的下封头失效、下封头热工失效、下封头蠕变失效、堆芯熔融物喷射导致的下封头失效、下封头贯穿件应变失效导致的下封头失效和熔融物渗透支撑焊接导致的下封头失效。3.根据权利要求2所述核反应堆压力容器下封头失效判定方法，其特征在于，所述熔融物碎片直接撞击导致的下封头失效的判断方法如下：堆芯熔融物迁移到压力容器下腔室后，若下腔室内有少量水，堆芯熔融物以小直径的射流方式进入水中且形成碎片，熔融物碎片撞击到下封头底部产生大的热冲击，从而直接导致下封头失效甚至破口。4.根据权利要求2所述核反应堆压力容器下封头失效判定方法，其特征在于，所述下封头热工失效的判断方法如下：堆芯熔融物跌落压力容器下腔室形成熔融池后，计算获得压力容器外壁面的热流密度，当压力容器外壁面热流密度超过临界热流密度值，则判定为下封头热工失效。5.根据权利要求2所述核反应堆压力容器下封头失效判定方法，其特征在于，所述下封头蠕变失效的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽莉，张明，邓纯锐，余红星，邓坚，刘余，黄代顺，丁书华，陈亮，卢川，邹志强，杨洪润，张航，武铃珺，彭欢欢，王小吉，向清安，武小莉，许幼幼，杜政瑀，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：