[发明专利]核电站安全壳自由容积测量方法和测量系统

说明书

本发明公开了一种核电站安全壳自由容积测量方法和测量系统，其中，自由容积测量方法包括以下步骤：1)提供参考罐，将压缩气体通过精准流量计和第一阀门注入参考罐，待参考罐内的气体稳定后，记录参考罐内的压力、温度和湿度，根据理想气体方程确定参考罐体积V1；2)将高压压缩气体通过第二阀门注入参考罐后，将气体释放至封闭的安全壳自由容积空间；以及3)待安全壳自由容积空间的气体稳定后，记录安全壳自由容积空间的压力、温度和湿度，并根据理想气体方程确定安全壳自由容积V2。本发明核电站安全壳自由容积测量方法和测量系统可精确地分析计算安全壳自由容积，复核事故工况下安全壳的压力和温度，准确预测事故工况下放射性物质的泄漏量。

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站安全壳自由容积测量方法和测量系统。

背景技术

核电站安全壳是防止放射性物质外泄而在放射性物质(裂变产物)和环境之间设置的三道屏障之一，在设计基准事故的温度和压力条件下具有良好的密封性。

冷却剂系统管道发生双端剪切断裂时，冷却剂迅速释放并汽化成为水蒸气，或二回路蒸汽管道发生双端剪切断裂时，二回路蒸汽直接释放。水蒸气进入安全壳自由容积，并引起安全壳压力和温度迅速上升。

安全壳自由容积是指安全壳中没有被固态物质(混凝土结构、钢结构、设备等)占用且空气可以自由出入的空间，事故初始阶段，安全壳自由容积是容纳事故能量的主要载体。事故安全分析计算过程中，自由容积是必要输入参数之一。

现有测量技术在安全壳试验期间进行，安全壳试验使用空压机将干燥空气注入安全壳内。在空压机出口与空气注入管线之间安装了一段连接管线，管线上分布着两个流量计，一个湿度计，两个温度计，其中，两个差压式流量计完全相同，相互验证；湿度计位于管道上方；两个温度计分布于管道的侧面和底面。通过充压管线上的仪表可以得到以下参数：Q：流量计得到的体积流量；H：管线内空气的湿度；T：管线内空气的温度(两者的平均值)；

根据理想气体状态方程，可以得到干空气的质量流量Qm，利用安全壳试验泄漏率测量网络，测量核岛内空气参数，结合已得到的干空气质量增加量，可以直接得到核岛内自由体积。

但是，现有技术严重依赖注入流量测量的准确性，主要存在以下缺陷：

流量测量不准确：现有技术需要使用大量程空气流量计，当前技术条件下，大量程空气流量计精度较低，无法满足准确测量要求。如果使用小量程高精度空气流量计，将极大地增大测量时长，测量期间封闭安全壳，停止安全壳内部全部工作，停运设备，带来较大经济损失，经济性方面不可接受。

测量窗口不灵活：现有技术依赖安全壳试验用空气压缩机，即测量必须在安全壳试验期间执行，测量窗口固定且紧张。

核岛内空气湿度增加：安全壳试验用空压机使用再生式干燥设备，两套干燥设备通过切换完成干燥材料再生恢复，切换过程中会引起流量波动。自由体积测算过程需要稳定的流量和空气参数，为了保证得到稳定的空气流量，需要空压机停止切换干燥器，进而导致核岛内空气湿度增大，影响自由容积测量准确性。

有鉴于此，确有必要提供一种快速、准确的核电站安全壳自由容积测量方法和测量系统。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种快速、准确的核电站安全壳自由容积测量方法和测量系统。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站安全壳自由容积测量方法，其包括以下步骤：

1)提供参考罐，将压缩气体通过精准流量计和第一阀门注入参考罐，待参考罐内的气体稳定后，记录参考罐内的压力、温度和湿度，根据理想气体方程确定参考罐体积V1；

2)将高压压缩气体通过第二阀门注入参考罐后，将气体释放至封闭的安全壳自由容积空间；以及