4.4丧失热阱事故(11.06)_363609778

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1、4.4.1概述第4章压水堆确定论分析热阱丧失(LossofHeatSink)事故是由于二回路或三回路故障造成一回路冷却剂堆芯入口温度过高引起堆芯冷却能力不足的事故。从PWR核电厂来看,热阱丧失事故的始发事件主•§4.1轻水堆核电厂典型始发事故要可以归结为两方面:•§4.2反应性引入事故(1)部分或全部给水中断。•§4.3失流事故这是发生频率较大的热阱丧失事故。给水泵机械故障或失去电源,阀门意外关闭,给水控制系统故•§4.4丧失热阱障,给水加热器破坏,给水母管破裂,甚至凝结水泵–§4.4.1概述等设备或管路破坏,均能引起给水减少或中断。蒸发器内

2、水装量减少,传热管裸露在汽空间,一次–§4.4.2温度瞬变侧向二此侧传热恶化。–§4.4.3压力瞬变124.4.1概述(2)汽轮机跳闸(trip)、同时旁路阀门未打开无论是紧急停堆、或汽轮发电机组本身故障、或电网故障,为了保护汽轮机,都要求汽轮机跳闸,此时主汽门立即关闭,通往凝汽器的旁路阀门必须立即打开,否则将发生热阱丧失事故。344.4.2温度瞬变T、T分别为堆芯进出口温度;ioT、T分别为蒸汽发生器hiho进出口温度;T、M分别为堆芯出口与蒸汽发11生器入口间冷却剂温度、质量;T、M分别为蒸汽发生器出口22与堆芯入口间冷却剂温度、质量;5

3、614.4.2温度瞬变4.4.2温度瞬变dTt1()M1cWppdt=−c[]To()tThi()t(4-37)(7-108)堆内冷却剂温升由(4-22)决定,即dT2()tdΔTcP(t)⎛1d⎞M2cp=Wcp[Tho()t−Ti()t].(4-38)(7-109)=−⎜+lnW⎟ΔTc(4-22)dtdtWcpτ⎝τdt⎠假定W(t)变化不大,忽略堆芯、蒸发器中冷却剂质量,以上二式相加,因是丧失热阱,流量对时间导数为0,其解为:cM[]dTt12()+=MdT()tWcTTWcTT()()−−−1t−()t−t'τp12poiphiho

4、Wcp()To−Ti=∫P()t'edt'.(4-40)(7-113)dtdtτ−∞dTpr()()对蒸发器,Mc=WcT−T−WcT−T(4-39)(7-110)prppoiphihodtWc(T−T)=hAΔT.(4-41)(7-114)phihomM=M+M,(7-111)pr1211δ1M1T1+M2T2=++,(7-115)Tpr.(7-112)hhkhphxsMprT−T冷却剂温度变化取决于冷却剂在堆芯温升和在蒸发器温降变化。ΔT=hiho.(4-42)(7-116)m⎛T−T⎞ln⎜his⎟⎜T−T⎟⎝hos⎠784.4.2温度

5、瞬变4.4.2温度瞬变(4-41)可写作:τWcp()Thi−Tho=hAΓ(Tpr−Ts)(4-43)(7-117)pr为一回路系统时间常数,是将热量从一回路排到二回路所ΔT需时间的度量。Γ=m.(7-118)Tpr−Ts(4-44)用于瞬变较慢,时间尺度较大,它大于τ、τpr和Γ为蒸汽发生器对数平均温差与一、二回路温差之比。一回路循环时间τtr(反应堆冷却剂完成一个循环所需要时间)。1MTpr~()Thi+Tho.(7-119)pr2τ=trW。(4-40)、(4-43)代入(4-39),dTpr1t−()t−t'τ1在热阱丧失事故下,反

6、应堆冷却剂平均温度的变化与堆芯时间=∫P()t'edt'−()Tpr−Ts.(4-44)(7-122)dtMcτ−∞τ常数及一回路时间常数关系很大。prpprMcprpτ=.(4-45)(7-123)prhAΓ9104.4.2温度瞬变4.4.2温度瞬变若堆芯常数比一回路时间常数来很小,比如液态金属冷却剂,另一种情况,堆芯常数比一回路时间常数来很大,比如τ2τ时,(4-44)左边的导数项可近似为零,ττ0p时,(4-44)可简化为:气冷堆,prrdTP()t11t−−()tt'τprTT=+Pt''edt=−()Tpr−Tsprs∫()(7-1

7、26)dtMcτ(7-124)AhΓτ−∞prppr这意味着,功率产生几乎瞬时传递给了冷却剂,若在t=0s,功率停止产生,一回路平均温度将按指数衰减至Ts,则(7-124)此情况下,若在t=0s,突然停止功率产生,导致冷却剂按下式趋近Ts,−t/τ的解为:TTTpr=+ss(pr(0)−T)e(7-127)−t/τprTTTpr=+ss()pr(0)−Te(7-125)111224.4.2温度瞬变4.4.3压力瞬变在热阱丧失事故中,随着反应堆冷却剂平均温当τ和τ大小相当时,也是更多的实际情况,需求解(4-44)。度的升高,冷却剂体积膨胀势必引

8、起系统压力pr增高。反应堆冷却剂体积由下式给出:在丧失热阱事故中,可能使二次测压力上升导致温度上升,或因失压导致沸腾临界,二次侧h显著下降引起总传热系数下降,这都将

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