本發(fā)明屬于核工業(yè)，具體涉及一種卡軸事故下燃料棒燒毀份額分析方法、裝置、后果評估方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、核電廠卡軸事故屬于iv類工況(極限事故)。假設(shè)零時刻反應(yīng)堆冷卻劑泵瞬間卡信，受影響的反應(yīng)堆冷卻劑環(huán)路的流量快速降低，由流量低信號觸發(fā)緊急停堆，由于事故發(fā)生時反應(yīng)堆正在功率運行狀態(tài)，堆芯流量降低會導(dǎo)致冷卻劑溫度快速升高，會使燃料棒發(fā)生偏離泡核沸騰(dnb)。

2、在核反應(yīng)堆的事故分析中，如果偏離泡核沸騰比(dnbr)小于限值并且沒有可靠的燃料損壞模型能夠證明某些燃料棒不損壞，則采取最保守的假設(shè)，即認(rèn)定所有潛在燃料棒均破損。因此，現(xiàn)有的分析方法由于過于保守(假設(shè)所有dnbr低于限值的燃料棒都損壞)或未能充分考慮水力學(xué)不穩(wěn)定性的影響，難以準(zhǔn)確評估實際的燃料棒燒毀程度。

3、因此，現(xiàn)有的核反應(yīng)堆事故分析方法對于燃料棒燒毀程度的評估準(zhǔn)確性較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種卡軸事故下燃料棒燒毀份額分析方法、裝置、后果評估方法和系統(tǒng)，使用該分析方法可以提高核反應(yīng)堆事故分析中對燃料棒燒毀份額進(jìn)行分析的準(zhǔn)確性。

2、第一方面，本發(fā)明實施例提供一種卡軸事故下燃料棒燒毀份額分析方法，包括：

3、對核電廠的卡軸事故瞬態(tài)過程進(jìn)行模擬，確定卡軸事故下的最小瞬態(tài)dnbr的時間點對應(yīng)的瞬態(tài)工況參數(shù)；

4、在所述最小瞬態(tài)dnbr小于安全限值的情況下，根據(jù)所述瞬態(tài)工況參數(shù)，確定所述核電廠的堆芯初始熱工水力狀態(tài)；

5、根據(jù)所述初始熱工水力狀態(tài)和預(yù)先建立的堆芯子通道模型，調(diào)整所述堆芯子通道模型的最熱子通道的徑向功率因子，確定臨界功率峰值因子，所述臨界功率峰值因子為所述最熱子通道的最小瞬態(tài)dnbr等于安全限值時的功率峰值因子；

6、根據(jù)所述臨界功率峰值因子，從燃料統(tǒng)計曲線中確定所述核電廠卡軸事故下發(fā)生dnb的燃料棒燒毀份額。

7、可選地，所述對核電廠的卡軸事故瞬態(tài)過程進(jìn)行模擬，確定卡軸事故下的最小瞬態(tài)dnbr的時間點對應(yīng)的瞬態(tài)工況參數(shù)，具體包括：

8、利用熱工水力系統(tǒng)分析程序?qū)λ龊穗姀S進(jìn)行建模，得到卡軸事故模擬模型；

9、根據(jù)所述核電廠的初始工況參數(shù)和所述卡軸事故模擬模型，模擬卡軸事故發(fā)生后的反應(yīng)堆瞬態(tài)過程，得到卡軸事故熱工參數(shù)；

10、利用子通道程序建立堆芯子通道模型；

11、根據(jù)所述卡軸事故熱工參數(shù)和所述堆芯子通道模型，計算得到卡軸事故dnbr變化曲線；

12、根據(jù)所述卡軸事故dnbr變化曲線確定卡軸事故下的最小瞬態(tài)dnbr的時間點；

13、確定所述卡軸事故熱工參數(shù)中與所述最小瞬態(tài)dnbr的時間點對應(yīng)的瞬態(tài)工況參數(shù)。

14、可選地，所述根據(jù)所述初始熱工水力狀態(tài)和預(yù)先建立的堆芯子通道模型，調(diào)整所述子通道模型的最熱子通道的徑向功率因子，確定臨界功率峰值因子，具體包括：

15、s1、將所述初始熱工水力狀態(tài)輸入所述堆芯子通道模型；

16、s2、將所述堆芯子通道模型中最熱子通道的徑向功率因子降低一個預(yù)設(shè)單位，得到更新后的最熱子通道徑向功率因子；

17、s3、利用三區(qū)功率調(diào)整方法，根據(jù)所述更新后的最熱子通道徑向功率因子，對其他通道的徑向功率因子進(jìn)行調(diào)整，得到每個子通道的徑向功率因子；

18、s4、根據(jù)每個子通道的徑向功率因子，計算得到堆芯的預(yù)測dnbr變化曲線；

19、s5、基于所述預(yù)測dnbr變化曲線，確定最小預(yù)測dnbr，所述最小預(yù)測dnbr為所有子通道的dnbr數(shù)據(jù)中的數(shù)值最小的dnbr；

20、s6、在所述最小預(yù)測dnbr大于安全限值的情況下，返回執(zhí)行所述步驟s2至s5，直到所述最小預(yù)測dnbr不小于安全限值，將所述更新后的最熱子通道徑向功率因子，確定為所述臨界功率峰值因子。

21、可選地，所述利用三區(qū)功率調(diào)整方法，根據(jù)所述更新后的最熱子通道徑向功率因子，對其他通道的徑向功率因子進(jìn)行調(diào)整，得到每個子通道的徑向功率因子，具體包括：

22、將堆芯中的燃燒棒組件劃分為第一分區(qū)、第二分區(qū)和第三分區(qū)，所述第一分區(qū)包括最熱子通道對應(yīng)的燃燒棒組件，所述第二分區(qū)包括與所述第一分區(qū)燃燒棒組件相鄰的燃燒棒組件，所述第三分區(qū)包括出所述第一分區(qū)和第二分區(qū)的燃燒棒組件以外的其他燃燒棒組件；

23、保持所述第二分區(qū)中的燃燒棒組件的徑向功率因子不變；

24、增加所述第三分區(qū)中的燃燒棒組件的徑向功率因子，以使堆芯各燃燒棒組件加權(quán)計算得到的功率因子為1，得到更新后的第三分區(qū)中各燃燒棒組件的徑向功率因子。

25、第二方面，本發(fā)明實施例還提供一種核電廠卡軸事故的后果評估方法，包括：

26、第一方面所述的卡軸事故下燃料棒燒毀份額分析方法，確定所述核電廠的燃料棒燒毀份額；

27、根據(jù)所述燃料棒燒毀份額對核電廠卡軸事故的后果進(jìn)行評估，得到評估結(jié)果，所述評估結(jié)果用于指示所述核電廠的事故安全等級。

28、第三方面，本發(fā)明實施例還提供一種燃料棒燒毀份額分析裝置，包括：

29、第一確定模塊，用于對核電廠的卡軸事故瞬態(tài)過程進(jìn)行模擬，確定卡軸事故下的最小瞬態(tài)dnbr的時間點對應(yīng)的瞬態(tài)工況參數(shù)；

30、第二確定模塊，與所述第一確定模塊連接，用于在所述最小瞬態(tài)dnbr小于安全限值的情況下，根據(jù)所述瞬態(tài)工況參數(shù)，確定所述核電廠的堆芯初始熱工水力狀態(tài)；

31、第三確定模塊，與所述第二確定模塊連接，用于根據(jù)所述初始熱工水力狀態(tài)和預(yù)先建立的堆芯子通道模型，調(diào)整所述子通道模型的最熱子通道的徑向功率因子，確定臨界功率峰值因子，所述臨界功率峰值因子為所述最熱子通道的最小瞬態(tài)dnbr等于安全限值時的功率峰值因子；

32、分析模塊，與所述第三確定模塊連接，用于根據(jù)所述臨界功率峰值因子，從燃料統(tǒng)計曲線中確定所述核電廠卡軸事故下發(fā)生dnb的燃料棒燒毀份額。

33、第四方面，本發(fā)明實施例還提供一種核電廠卡軸事故的后果評估系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

34、第三方面所述的卡軸事故下燃料棒燒毀份額分析裝置，用于確定所述核電廠的燃料棒燒毀份額；

35、評估模塊，與所述卡軸事故下燃料棒燒毀份額分析裝置連接，用于根據(jù)所述燃料棒燒毀份額對核電廠卡軸事故的后果進(jìn)行評估，得到評估結(jié)果，所述評估結(jié)果用于指示所述核電廠的事故安全等級。

36、本發(fā)明的卡軸事故下燃料棒燒毀份額分析方法，通過瞬態(tài)模擬捕捉卡軸事故過程中堆芯的最小瞬態(tài)dnbr對應(yīng)的冷卻工況；然后結(jié)合子通道模型精細(xì)調(diào)整功率分布，準(zhǔn)確確定臨界功率峰值因子，進(jìn)而利用燃料統(tǒng)計曲線準(zhǔn)確量化燃料棒燒毀份額。通過對瞬態(tài)過程的細(xì)致模擬和功率分布的精準(zhǔn)調(diào)整，突破了傳統(tǒng)經(jīng)驗估算的局限。由此，提高了卡軸事故下燃料棒燒毀份額分析準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種卡軸事故下燃料棒燒毀份額分析方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對核電廠的卡軸事故瞬態(tài)過程進(jìn)行模擬，確定卡軸事故下的最小瞬態(tài)dnbr的時間點對應(yīng)的瞬態(tài)工況參數(shù)，具體包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述根據(jù)所述初始熱工水力狀態(tài)和預(yù)先建立的堆芯子通道模型，調(diào)整所述子通道模型的最熱子通道的徑向功率因子，確定臨界功率峰值因子，具體包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用三區(qū)功率調(diào)整方法，根據(jù)所述更新后的最熱子通道徑向功率因子，對其他通道的徑向功率因子進(jìn)行調(diào)整，得到每個子通道的徑向功率因子，具體包括：

5.一種核電廠卡軸事故的后果評估方法，其特征在于，包括：

6.一種卡軸事故下燃料棒燒毀份額分析裝置，其特征在于，所述裝置包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第二確定模塊，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第三確定模塊，具體包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第四計算單元，具體包括：

10.一種核電廠卡軸事故的后果評估系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種卡軸事故下燃料棒燒毀份額分析方法、裝置、后果評估方法和系統(tǒng)，該燒毀份額分析方法包括：對核電廠的卡軸事故瞬態(tài)過程進(jìn)行模擬，確定卡軸事故下的最小瞬態(tài)DNBR的時間點對應(yīng)的瞬態(tài)工況參數(shù)；在所述最小瞬態(tài)DNBR小于安全限值的情況下，根據(jù)所述瞬態(tài)工況參數(shù)，確定所述核電廠的堆芯初始熱工水力狀態(tài)；根據(jù)所述初始熱工水力狀態(tài)和預(yù)先建立的堆芯子通道模型，調(diào)整所述子通道模型的最熱子通道的徑向功率因子，確定臨界功率峰值因子；根據(jù)所述臨界功率峰值因子，從燃料統(tǒng)計曲線中確定所述核電廠卡軸事故下發(fā)生DNB的燃料棒燒毀份額。從而可以提高對卡軸事故下燃料棒燒毀份額進(jìn)行分析的準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：黃樹亮,周藍(lán)宇,李亞如,劉佳泰,王鼎盛,耿一媧,肖會文,韓碩,孫燕宇,陳巧艷,王世民,楊晨石,方俊,鄭云濤,詹經(jīng)祥,李呼昂,薛艷芳,趙星宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國核電工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15