本發(fā)明屬于核電站安全殼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在事故工況下提高重水堆安全殼承壓能力的方法。

背景技術(shù)：

安全殼是核電廠在事故條件下,為阻止裂變產(chǎn)物向環(huán)境釋放而設(shè)置的多重屏障中的最后一道屏障。秦山三期重水堆機(jī)組安全殼設(shè)計(jì)，由安全殼底板、周墻、環(huán)梁、上穹頂，各類貫穿件，空氣閘門(設(shè)備、人員閘門和應(yīng)急閘門)組成。根據(jù)安全殼極限耐壓能力分析報(bào)告98-21020-DRP-705，對于CANDU6型機(jī)組的安全殼，當(dāng)安全殼壓力達(dá)到250kPa(g)時(shí)，空氣閘門的充氣密封條開始泄漏。當(dāng)安全殼內(nèi)壓力達(dá)到365kPa(g)時(shí)，安全殼接近穹頂處將出現(xiàn)貫穿性的裂縫；當(dāng)壓力值為425kPa(g)，安全殼筒壁和上穹頂出現(xiàn)廣泛開裂。因此，空氣閘門密封條是CANDU6安全殼系統(tǒng)里最先發(fā)生泄漏的部件，通過采用一種新方法，提高事故工況下空氣閘門承壓能力，進(jìn)而提高整個(gè)安全殼承受的最高壓力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提出一種提高重水堆安全殼承壓能力的方法。通過在空氣閘門(設(shè)備、人員和應(yīng)急閘門)內(nèi)外密封條間隙和筒體內(nèi)部，充入一定壓力的壓縮空氣，提高整個(gè)安全殼耐壓等級，在事故工況下更好確保安全殼密封性。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種在事故工況下提高重水堆安全殼承壓能力的方法，具體包括如下步驟：

步驟一：在主蒸汽管線破裂且噴淋系統(tǒng)可用工況下進(jìn)行充氣；

步驟二：在發(fā)生主蒸汽管線破裂并且噴淋系統(tǒng)不可用的事故工況下進(jìn)行充氣；

步驟三：在發(fā)生嚴(yán)重事故工況下對設(shè)備閘門和應(yīng)急閘門進(jìn)行充氣。

如上所述的步驟一，在主蒸汽管線破裂且噴淋系統(tǒng)可用工況下，在反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙15、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條間隙13以及應(yīng)急閘門密封條間隙充入壓縮空氣，充入空氣的壓力大小隨著安全殼壓力增加而增加，最大不超過50kPa(g)。

如上所述的步驟二，在發(fā)生主蒸汽管線破裂并且噴淋系統(tǒng)不可用的事故工況下，反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條以及應(yīng)急閘門充氣密封條內(nèi)部充氣壓力首先增加到510kPa(g)；當(dāng)安全殼內(nèi)部壓力最大增加到400kPa(g)時(shí)，反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條間隙以及應(yīng)急閘門密封條間隙充入空氣的壓力增加到250kPa(g)；設(shè)備閘門筒體、應(yīng)急閘門筒體、設(shè)備閘門筒體周邊密封條間隙、應(yīng)急閘門筒體周邊密封條間隙、輔助廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙、輔助廠房側(cè)人員閘門密封條間隙以及應(yīng)急閘門密封條間隙充入空氣壓力增加到100kPa(g)。

如上所述的步驟三，具體包括如下步驟：

步驟3.1：在發(fā)生嚴(yán)重事故工況下當(dāng)安全殼氣空間最大壓力500kPa(g)時(shí)，反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條內(nèi)部充氣壓力增加到600kPa(g)；反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條間隙充入空氣的壓力增加到350kPa(g)，設(shè)備閘門筒體充氣壓力增加到200kPa(g)，設(shè)備閘門筒體周邊密封條間隙、輔助廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙、輔助廠房側(cè)人員閘門密封條間隙以及輔助廠房側(cè)應(yīng)急閘門密封條間隙充入空氣壓力增加到100kPa(g)；

步驟3.2：在發(fā)生嚴(yán)重事故工況下，當(dāng)安全殼底部最大壓力650kPa(g)時(shí)，反應(yīng)堆廠房側(cè)應(yīng)急閘門充氣密封條內(nèi)部充氣壓力增加到700kPa(g)；對反應(yīng)堆廠房側(cè)應(yīng)急閘門密封條間隙進(jìn)行充氣，充氣壓力增加到490kPa(g)，應(yīng)急閘門筒體充氣壓力增加到330kPa(g)，輔助廠房側(cè)應(yīng)急閘門密封條間隙充氣壓力增加到165kPa(g)。

本發(fā)明的有益效果是：

通過采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在核電廠安全殼壓力達(dá)到500kPa(g)的嚴(yán)重事故情況下，設(shè)備、人員閘門和應(yīng)急閘門仍然可以保證密封性能。此時(shí)安全殼壓力已經(jīng)高于接近穹頂處出現(xiàn)貫穿性的裂縫壓力365kPa(g)，設(shè)備、人員閘門和應(yīng)急閘門已經(jīng)不再是安全殼最薄弱環(huán)節(jié)。通過該專利應(yīng)用，提高了重水堆在事故工況下安全殼承壓能力。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的核電廠重水堆設(shè)備閘門結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種在事故工況下提高重水堆安全殼承壓能力的方法的設(shè)備和人員閘門充氣壓力變化曲線；

圖3是本發(fā)明的一種在事故工況下提高重水堆安全殼承壓能力的方法的應(yīng)急閘門充氣壓力變化曲線。

在圖1中：1.設(shè)備閘門筒體，2.輔助廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙，3.輔助廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條，4.輔助廠房側(cè)設(shè)備閘門，5.輔助廠房側(cè)人員閘門密封條間隙，6.輔助廠房側(cè)人員閘門，7.輔助廠房側(cè)人員閘門密封條，8.設(shè)備閘門筒體拉桿，9.設(shè)備閘門筒體周邊密封條，10.反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條，11.反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條，12.反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門，13.反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條間隙，14.反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門，15.反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙，16.反應(yīng)堆安全殼，17.設(shè)備閘門筒體周邊密封條間隙，18.設(shè)備閘門筒體內(nèi)部。

在圖2和圖3中：工況1是正常運(yùn)行狀態(tài)，工況2是失去冷卻劑狀態(tài)，工況3是主蒸汽管線破裂且噴淋可用狀態(tài)，工況4是主蒸汽管線破裂且噴淋不可用狀態(tài)，工況5是其他嚴(yán)重事故狀態(tài)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述。

如圖1所示，現(xiàn)有的重水堆設(shè)備閘門結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括設(shè)備閘門筒體1、輔助廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙2、輔助廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條3、輔助廠房側(cè)設(shè)備閘門4、輔助廠房側(cè)人員閘門密封條間隙5、輔助廠房側(cè)人員閘門6，輔助廠房側(cè)人員閘門密封條7、設(shè)備閘門筒體拉桿8、設(shè)備閘門筒體周邊密封條9、反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條10、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條11、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門12、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條間隙13、反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門14、反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙15、反應(yīng)堆安全殼16、設(shè)備閘門筒體周邊密封條間隙17和設(shè)備閘門筒體內(nèi)部18。

設(shè)備閘門筒體1和反應(yīng)堆安全殼16之間通過兩根設(shè)備閘門筒體周邊密封條9連接，周邊密封條之間有間隙17。輔助廠房側(cè)設(shè)備閘門4，通過兩根輔助廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條3和門框連接，中間有輔助廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙2。輔助廠房側(cè)人員閘門6，通過兩根輔助廠房側(cè)人員閘門密封條7和門框連接，中間有輔助廠房側(cè)人員閘門密封條間隙5。反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門14，通過兩根反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條10和門框連接，中間有反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙15。反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門12，通過兩根反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條11和門框連接，中間有反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條間隙13。設(shè)備閘門筒體1，依靠設(shè)備閘門筒體拉桿8固定兩端設(shè)備閘門，具有設(shè)備閘門筒體內(nèi)部18。重水堆應(yīng)急閘門與設(shè)備閘門類似，筒體與反應(yīng)堆廠房墻體通過螺栓剛性連接，兩端各安裝一個(gè)人員門，與門框之間同樣有兩條充氣密封條保證密封性能。

圖2是設(shè)備閘門和人員閘門在機(jī)組正常運(yùn)行和各種事故工況下，充氣壓力變化曲線。從曲線中可以看出，在各種事故工況下，反應(yīng)堆廠房側(cè)內(nèi)外兩根密封條壓差最大150kPa，輔助廠房側(cè)兩根密封條壓差最大100kPa。具體在不同工況下，設(shè)備和人員閘門充氣壓力見表1。圖3是應(yīng)急閘門在機(jī)組各種工況下，充氣壓力變化曲線。從曲線中可以看出，在各種事故工況下，反應(yīng)堆廠房側(cè)內(nèi)外兩根密封條壓差最大約160kPa，輔助廠房側(cè)兩根密封條壓差最大約165kPa。具體在不同工況下，應(yīng)急閘門充氣壓力見表2。

表1設(shè)備和人員閘門充氣壓力

表2應(yīng)急閘門充氣壓力

在不同運(yùn)行工況下具體充氣方法如下：

1.正常運(yùn)行和LOCA(失去冷卻劑)工況。機(jī)組正常運(yùn)行工況下，反應(yīng)堆廠房壓力約-0.6kPa(g)。如果發(fā)生LOCA事故，安全殼壓力逐漸增加，最大增加到125kPa(g)，溫度增加到125℃，這時(shí)設(shè)備閘門周邊密封、設(shè)備和人員閘門充氣密封條，以及應(yīng)急閘門充氣密封條設(shè)計(jì)上已經(jīng)考慮到該工況，密封條泄漏率可以滿足要求。

2.主蒸汽管線破裂且噴淋系統(tǒng)可用工況。在發(fā)生主蒸汽管線破裂并且噴淋系統(tǒng)可用的事故工況下，安全殼內(nèi)部壓力最大增加到200kPa(g)。此時(shí)通過在反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙15、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條間隙13以及應(yīng)急閘門密封條間隙，充入壓縮空氣，充入空氣的壓力大小隨著安全殼壓力增加而增加，最大不超過50kPa(g)。此時(shí)，反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條10、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條11和應(yīng)急閘門密封條最大壓差是150kPa，其它密封條壓差和機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)一致，可以保證密封要求。

3.主蒸汽管線破裂并且噴淋系統(tǒng)不可用工況。在發(fā)生主蒸汽管線破裂并且噴淋系統(tǒng)不可用的事故工況下，反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條10、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條11以及應(yīng)急閘門充氣密封條內(nèi)部充氣壓力首先增加到510kPa(g)。安全殼內(nèi)部壓力最大增加到400kPa(g)時(shí)，反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙15、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條間隙13以及應(yīng)急閘門密封條間隙充入空氣的壓力增加到250kPa(g)。設(shè)備閘門筒體1、應(yīng)急閘門筒體、設(shè)備閘門筒體周邊密封條間隙17、應(yīng)急閘門筒體周邊密封條間隙、輔助廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙2、輔助廠房側(cè)人員閘門密封條間隙5以及輔助廠房側(cè)應(yīng)急閘門密封條間隙充入空氣壓力增加到100kPa(g)。此時(shí)，反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條10、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條11和應(yīng)急閘門密封條最大壓差是150kPa，其它密封條最大壓差是100kPa，可以保證密封要求。

4.嚴(yán)重事故工況設(shè)備閘門壓力。在發(fā)生嚴(yán)重事故工況下，安全殼氣空間最大壓力500kPa(g)，內(nèi)部水深15米。設(shè)備閘門位置較高只需要考慮安全殼氣空間最大壓力500kPa(g)。反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條10、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條11內(nèi)部充氣壓力增加到600kPa(g)。反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙15、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條間隙13充入空氣的壓力增加到350kPa(g)，設(shè)備閘門筒體1充氣壓力增加到200kPa(g)，設(shè)備閘門筒體周邊密封條間隙17、輔助廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條間隙2、輔助廠房側(cè)人員閘門密封條間隙5以及應(yīng)急閘門密封條間隙充入空氣壓力增加到100kPa(g)。此時(shí)，輔助廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條3、輔助廠房側(cè)人員閘門密封條7、設(shè)備閘門筒體周邊密封條9、反應(yīng)堆廠房側(cè)設(shè)備閘門密封條10、反應(yīng)堆廠房側(cè)人員閘門密封條11最大壓差是150kPa，可以保證密封要求。

5.嚴(yán)重事故工況應(yīng)急閘門壓力。應(yīng)急閘門位于安全殼底部，考慮到水的壓力，最大壓力可以到650kPa(g)。反應(yīng)堆廠房側(cè)應(yīng)急閘門充氣密封條內(nèi)部充氣壓力增加到700kPa(g)。對反應(yīng)堆廠房側(cè)應(yīng)急閘門密封條間隙進(jìn)行充氣，充氣壓力增加到490kPa(g)，應(yīng)急閘門筒體充氣壓力增加到330kPa(g)，輔助廠房側(cè)應(yīng)急閘門密封條間隙充氣壓力增加到165kPa(g)。此時(shí)，輔助廠房側(cè)應(yīng)急閘門密封條、應(yīng)急閘門筒體周邊密封條、反應(yīng)堆廠房側(cè)應(yīng)急閘門密封條最大壓差是165kPa，可以保證密封要求。

上面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方法作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容均可以采用現(xiàn)有技術(shù)。