[发明专利]一种脉冲萃取柱有机相着火事故源项估算方法

说明书

本发明涉及一种脉冲萃取柱有机相着火事故源项估算方法，所述方法包括以下步骤：(1)启动；(2)获取工艺参数；(3)估算当前泄漏的溶剂质量和燃烧池表面积；(4)计算燃料燃烧产生的第x种烟气质量；(5)计算烟气经过过滤器过滤与管道沉降，第x种烟气的剩余质量；(6)计算烟气经过过滤器过滤与管道沉降，第x种烟气已释放的活度及所有种烟气的总释放活度；(7)剩余氧气含量估算，返回步骤(4)重新估算；(8)如果燃料燃尽，计算结束。所述方法通过分析乏燃料后处理设施中脉冲萃取柱所处环境特点及可用状态参数，基于脉冲萃取柱有机相(磷酸三丁脂‑煤油混合溶液)的着火规律，提出合理的估算方法，为应急响应和应急决策提供输入条件。

技术领域

本发明属于核与辐射应急技术领域，具体涉及一种脉冲萃取柱有机相着火事故源项估算方法。

背景技术

核燃料在反应堆中使用时，由于易裂变核素的消耗、裂变产物及重核素的生成，引起燃料反应性的变化，最终使反应堆不再能维持临界，因此核燃料使用到一定程度必须更换。经反应堆辐射后卸下的燃料也称为乏燃料或辐照过的燃料。由于乏核燃料中包含有大量的放射性核素，因此具有很强的放射性，因此必须妥善处理。乏燃料的处理主要包括:储存、运输、后处理、深地质处置等过程。

乏燃料后处理是实现核燃料的回收利用和妥善处置的重要环节。普雷克斯流程(Purex)是用磷酸三丁酯萃取法从辐照核燃料中回收铀、钚的一种化工过程，是现今最有效、最成功的后处理流程。在乏燃料后处理设施中溶剂萃取系统、溶剂净化系统及设备室含有大量的有机溶剂，均有潜在的有机相溶剂着火事故隐患。在铀、钚共去污系统中，裂变产物放射性活度浓度最高处为脉冲萃取柱，该设备中溶剂泄漏着火时从燃烧的溶剂中释放出的放射性核素量最大，其主要燃烧物质为磷酸三丁脂-煤油的混合溶液。核应急工况时，需要对该事故进行源项估算，以为应急响应和应急决策提供输入条件。

发明内容

针对现有技术中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种脉冲萃取柱有机相着火事故源项估算方法，通过分析乏燃料后处理设施中脉冲萃取柱所处环境特点及可用状态参数，基于脉冲萃取柱有机相(磷酸三丁脂-煤油混合溶液)的着火规律，提出合理的估算方法，为应急响应和应急决策提供输入条件。

为达到以上目的，本发明采用的一种技术方案是：一种脉冲萃取柱有机相着火事故源项估算方法，所述方法包括以下步骤：

(1)判断脉冲萃取柱是否发生着火事故，如果发生着火事故，则启动计算；

(2)获取工艺参数；

(3)根据脉冲萃取柱质量在线监测装置和集水坑液位报警装置数据估算当前泄漏的溶剂质量M_f,0和燃烧池表面积S_pool；

(4)计算当前时间步燃料燃烧产生的第x种烟气质量m_x,a,t；

(5)计算第x种烟气经过排风管道的过滤器过滤与管道沉降，当前时间步第x种烟气的剩余质量m_x,a,t,J；

(6)计算烟气经过排风管道的过滤器过滤与管道沉降，当前时间步第x种烟气已释放的活度A_x,t及当前时间步所有种烟气的总释放活度A_t；

(7)判断燃料是否燃尽，如果未燃尽，则计算当前时间步设备室内剩余可用氧气质量及初始可用氧气质量返回步骤(4)重新计算；

(8)如果燃料燃尽，则计算所有时间步有机相着火释放的总活度A，计算结束。

进一步的，所述步骤(1)中的一个实施例为手动启动计算。

进一步的，所述步骤(1)中的另一个实施例为通过工艺过程监测仪表的漂移行为及设备室气溶胶放射性升高现象探测到脉冲萃取柱发生燃烧而自动启动计算。