[发明专利]用于压水堆运行状态下一回路系统超压保护的设计方法

权利要求书

1.用于压水堆运行状态下一回路系统超压保护的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、构建待设计超压保护系统的压水堆模型；

S2、根据反应堆及一回路系统在事故停堆后冷却剂容积随时间的变化规律获得安全阀的初始总排量；

步骤S2中初始总排量的获取包括首次超压分析和经过超压分析后的详细论证分析；

首次超压分析中，如果压水堆核电采用的蒸汽发生器为饱和式蒸汽发生器，在获取初始总排量过程中需考虑蒸发器二次侧的带热能力，如果压水堆核电采用的蒸汽发生器为直流蒸汽发生器，则不用考虑蒸发器二次侧的带热能力；

t+Δt时间内的系统发热量ΔQ_t和流体的比热C_t、流体的质量m_RCS、m_SG及温差ΔT的关系如下：

ΔQ_t＝C_t·m_RCS·ΔT+C_t·m_SG·ΔT

m_RCS、·m_SG分别是冷却剂系统和蒸汽发生器二次侧的水质量，对于直流蒸汽发生器核电厂，可不考虑蒸汽发生器的带热能力，即C_t·m_SG·ΔT假设为0；

经过超压分析后的详细论证分析中，稳压器安全阀的初始总排量直接取自分析中的稳压器最大波动流量；

S3、将步骤S2获得的初始总排量代入步骤S1构建的压水堆模型，基于确定论分析方法核算安全阀的总排量；

S4、当初始总排量代入压水堆模型中，满足阀门排量大于等于最大波动流量后，判断是否满足超压准则，如果满足超压准则直接进行下一步，如果不满足超压准则，则基于确定论分析方法优化超压保护系统对应的保护信号、稳压器容量和波动管管径；

S5、基于概率论确定超压保护系统中的安全阀数量，以及上游管路、下游管路和隔离阀设计，所述概率论以尽可能降低超压发生的概率和后果为原则。

2.根据权利要求1所述的用于压水堆运行状态下一回路系统超压保护的设计方法，其特征在于，步骤S3中，基于确定论分析方法核算安全阀的总排量的过程如下：

如果初始总排量代入压水堆模型中，满足阀门排量大于等于最大波动流量，则进行下一步，如果不满足阀门排量大于等于最大波动流量，重新分析并获取反应堆及一回路系统在事故停堆后冷却剂容积随时间的变化规律，再代入压水堆模型中进行超压分析和阀门容量分析，直到满足阀门排量大于等于最大波动流量。

3.根据权利要求1所述的用于压水堆运行状态下一回路系统超压保护的设计方法，其特征在于，步骤S4中，保护信号和稳压器容量的获取以确保稳压器满水前触发反应堆停堆为原则，波动管管径的获取以确保一回路内液体的膨胀及时排放入稳压器的避免回路超压为原则。

4.根据权利要求3所述的用于压水堆运行状态下一回路系统超压保护的设计方法，其特征在于，保护信号获取的具体过程如下：

当不满足超压准则，判断是否满足稳压器在停堆前满水，如果判断为不满足稳压器在停堆前满水，则直接进行波动管管径优化，如果满足稳压器在停堆前满水，则表示保护信号可优化，判断是否进行优化，如果需进行优化，则将保护信号代入压水堆模型，基于确定论分析方法确定保护信号，如果不需进行优化，则在直接判断是否进行稳压器容量优化。

5.根据权利要求3所述的用于压水堆运行状态下一回路系统超压保护的设计方法，其特征在于，稳压器容量获取的具体过程如下：

当判断保护信号不需进行优化后，判断稳压器容量是否进行优化，如果稳压器容量需进行优化，则将稳压器容量代入压水堆模型，基于确定论分析方法确定稳压器容量，如果不需要进行优化，则直接进行波动管管径优化。

6.根据权利要求3所述的用于压水堆运行状态下一回路系统超压保护的设计方法，其特征在于，波动管管径获取的具体过程如下：

将波动管管径代入压水堆模型，基于确定论分析方法确定波动管管径。

7.根据权利要求1所述的用于压水堆运行状态下一回路系统超压保护的设计方法，其特征在于，步骤S5的具体过程如下：

保证在安全阀满足单一故障的前提下，采用概率论分析技术，分析单列阀门误开启、卡开的概率和后果，基于此确定安全阀的最终数量、上游管路、下游管路及隔离阀设计。