[发明专利]一种核电站安全壳环形空间设计压力限值的确定方法

说明书

技术领域

本发明属于核电站安全设计技术领域，涉及一种核电站安全壳环形空间设计压力限值的确定方法。

背景技术

目前国产第三代的核电安全技术采用了双层安全壳设计。安装、预埋在安全壳墙体内的贯穿件、隔离装置、人员闸门、设备闸门等，受材料、施工等因素影响，在安装结束后，会存在一定的缝隙。为防止安全壳内放射性物质从缝隙泄漏，需在两层安全壳的环形空间内设置通风系统，保证通过外层安全壳潜在缝隙渗透的气流方向是由外至内。因此，维持安全壳环形空间与室外环境合理的压差值是保证放射性物质不通过外层安全壳潜在缝隙渗透至室外环境的关键。

影响安全壳环形空间设计压力的因素有两个，一是安全壳外壁狭缝处压力，二是安全壳环形空间与外壁狭缝处之间的压差。安全壳外形较复杂，难以用经验公式准确确定安全壳外壁狭缝处的压力值。当安全壳环形空间压力大于等于外层安全壳外壁狭缝处的压力值时，内部放射性物质在扩散作用下，则会通过外层安全壳墙体上潜在缝隙泄漏至外部环境中。因此，为保证安全壳环形空间与安全壳外壁合理的正压差，必须合理设计确定安全壳环形空间内的压力限值。

发明内容

本发明的目的是针对核电站安全设计的要求，提供一种核电站安全壳环形空间设计压力限值的确定方法，以解决现有经验公式确定安全壳外壁狭缝处的压力值不准确，造成安全壳环形空间压力限值设计达不到非常安全、可靠的技术问题。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种核电站安全壳环形空间设计压力限值的确定方法，所述的方法依次包括安全壳外壁缝隙处压力值的确定步骤及安全壳环形空间与安全壳外壁压差的确定步骤，其中所述的安全壳外壁缝隙处压力值的确定步骤采用CFD计算模型。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种核电站安全壳环形空间设计压差限值的确定方法，其中所述的安全壳外壁缝隙处压力值的确定步骤包括如下子步骤：

(1)利用CFD计算模型，进行网格划分，设置初始条件、模型参数，进行数值模拟；

(2)提取、处理计算结果，确定安全壳外壁面一定范围内的平均压力值；

(3)通过比对分析，确定安全壳外壁面缝隙处压力的最小值。。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种核电站安全壳环形空间设计压差限值的确定方法，其中所述的安全壳环形空间与安全壳外壁压差的确定步骤包括如下子步骤：

(1)建立模型，确定放射性物质浓度与扩散效应的关系，从而计算放射性物质浓度、放射性物质扩散通量、对流通量；

(2)建立模型，计算沿程阻力、总阻力，给出流速-压差关系；

(3)确定安全壳环形空间与安全壳外壁压差限制，并由此确定安全壳环形空间设计压力限值。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种核电站安全壳环形空间设计压差限值的确定方法，其中为确定放射性物质浓度与扩散效应的关系所建立的模型为放射性物质输运模型。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种核电站安全壳环形空间设计压差限值的确定方法，其中为计算沿程阻力、总阻力所建立的模型为水力计算模型。

本发明的有益效果在于，利用本发明的核电站安全壳环形空间设计压力限值的确定方法，可较传统经验公式估算更为精确地确定安全壳外壁狭缝处的压力值；并通过建立的放射性物质输运模型，可分析外层安全壳缝隙的流态特性。通过以上两种改进，能更为准确的获取安全壳环形空间与安全壳外壁的压差，从而使安全壳环形空间压力限值设计更安全、可靠。

附图说明

图1为示例性的本发明的核电站安全壳环形空间设计压力限值的确定方法的流程框图。

图2为放射性物质在外层安全壳缝隙中输运模型的简化原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。

示例性的本发明的核电站安全壳环形空间设计压力限值的确定方法的流程如图1所示(其中放射性物质输运模型的简化原理如图2所示)，包括如下步骤。

(1)安全壳环形空间设计压力限值计算公式为p_in＝p_out-Δp，其中，p_in为安全壳环形空间设计压力的限值，p_out为安全壳外壁缝隙处的压力平均值，Δp为安全壳外壁与环形空间的压差；

(2)安全壳外壁缝隙处压力平均值计算方法：

a.采用k-ε湍流模型模拟外层安全壳外部的流动和压力分布。