百万千瓦级核电厂乏燃料水池PSAppt课件

1、中国核电工程有限公司2019.10.31 乏燃料水池乏燃料水池核电厂乏燃料的贮存设施，持续放核电厂乏燃料的贮存设施，持续放出衰变热，在特定情况下可能重返临界；出衰变热，在特定情况下可能重返临界； 目前国内外绝大多数核电厂一级目前国内外绝大多数核电厂一级PSAPSA的放射性释放源的放射性释放源都限定在反应堆堆芯；都限定在反应堆堆芯； 福岛核电事故中，福岛核电事故中，4 4号机组乏燃料水池水温异常，产号机组乏燃料水池水温异常，产生氢爆；生氢爆； 乏燃料水池的安全性引起了国内外核电业界的广泛乏燃料水池的安全性引起了国内外核电业界的广泛关注，开展乏燃料水池的概率安全分析，从而更全关注，开展乏燃料水池的

2、概率安全分析，从而更全面地评价核电厂的风险水平；面地评价核电厂的风险水平；23POSPOS编码编码名称名称热负荷热负荷温度温度余热移出手段余热移出手段水闸门位置水闸门位置N N正常运行正常运行4.2MW4.2MW50501 1列列PTRPTR系统（一台系统（一台PTRPTR泵泵+ +一台一台PTRPTR热交换器）热交换器）关闭关闭R R换料换料7.3MW7.3MW65651 1列列PTRPTR系统（一台系统（一台PTRPTR泵泵+ +一台一台PTRPTR热交换器）热交换器）打开打开表表2-1 百万千瓦级核电厂乏燃料水池百万千瓦级核电厂乏燃料水池PSA POS清单清单核电厂的标准运行工况，如换料

3、停堆、功率运行；核电厂的标准运行工况，如换料停堆、功率运行；乏燃料水池的状态乏燃料水池的状态贮存池内的余热水平贮存池内的余热水平影响事故发生后的可用缓解时间影响事故发生后的可用缓解时间；贮存池内的燃料元件数目贮存池内的燃料元件数目是否将整个堆芯卸至乏燃料是否将整个堆芯卸至乏燃料水池；水池；与其他腔室的连接状态与其他腔室的连接状态水闸门是否就位，影响事故进水闸门是否就位，影响事故进程发展；程发展；4乏燃料乏燃料水池正水池正常贮存常贮存工况示工况示意图意图乏燃料乏燃料水池换水池换料操作料操作示意图示意图5始发事件清单确定方法：始发事件清单确定方法：参考现有始发事件清单参考现有始发事件清单失效模式与

4、效应分析失效模式与效应分析FMEAFMEA）主逻辑图演绎法补充主逻辑图演绎法补充结合福建福清核电厂一期工程实际情况结合福建福清核电厂一期工程实际情况 始发事件频率以通用数据为主要来源，同时采用故始发事件频率以通用数据为主要来源，同时采用故障树分析方法并结合国内同类型核电厂的运行经验障树分析方法并结合国内同类型核电厂的运行经验反馈。反馈。6序号始发事件类编号始发事件1丧失PTR冷却SF_RF1NPOSN丧失PTR冷却SF_RF1RPOSR丧失PTR冷却2PTR系统破口SF_PL1NPOSN PTR系统破口SF_PL1RPOSR PTR系统破口3丧失设备冷却水系统/重要厂用水系统SF_OQ1NPO

5、SN丧失RRI/SECSF_OQ1RPOSR 丧失RRI/SEC4丧失取水口SF_OS1NPOSN丧失取水口SF_OS1RPOSR丧失取水口5丧失安全重要电源SF_OA1NPOSN丧失安全重要电源SF_OA1RPOSR丧失安全重要电源6大载重下落SF_TL1RPOSR大载重下落事故7丧失厂外电源SF_TS1NPOSN丧失厂外电SF_TS1RPOSR丧失厂外电8LOCASF_BL1NPOSN LOCASF_BL1RPOSR LOCA7非排水事故丧失冷却能力）非排水事故丧失冷却能力）胜利胜利胜利胜利失败失败失败失败失败失败胜利胜利89排水事故排水事故胜利胜利胜利胜利失败失败失败失败失败失败胜利胜利

6、胜利胜利失败失败10燃料元件燃料元件(Fuel Damage ,FD)(Fuel Damage ,FD)损坏状态：乏燃料水池的水装量由于损坏状态：乏燃料水池的水装量由于蒸发或泄漏下降，且丧失所有补水蒸发或泄漏下降，且丧失所有补水/ /冷却手段，最终燃料元件冷却手段，最终燃料元件裸露裸露8 8组始发事件；组始发事件；1717棵事件树；棵事件树；9999个导致燃料元件损坏的事件序列；个导致燃料元件损坏的事件序列；177177个导致乏燃料水池发生沸腾的事件序列；个导致乏燃料水池发生沸腾的事件序列；（Fuel Damage Frequency, FDFFuel Damage Frequency, FD

7、F为为2.17E-07/2.17E-07/堆年，沸腾频率为堆年，沸腾频率为7.20E-04/7.20E-04/堆年；堆年；始发事件组始发事件组POSPOS小计（小计（1/堆年）堆年）百分比（百分比（%）N NR RLOCALOCA2.19E-085.70E-092.76E-0812.72丧失安全重要电源丧失安全重要电源2.54E-084.04E-092.94E-0813.55丧失丧失RRI/SEC6.80E-091.31E-106.93E-093.20丧失取水口丧失取水口1.52E-084.20E-101.56E-087.19丧失丧失PTR冷却冷却7.02E-081.65E-097.20E-0

8、833.20PTRPTR系统管线破口系统管线破口1.33E-085.49E-091.88E-088.67丧失厂外电丧失厂外电3.13E-081.50E-084.64E-0821.39大载重下落大载重下落0.00E+002.00E-102.00E-100.09小计（小计（1/堆年）堆年）1.84E-073.26E-082.17E-07100.00百分比（百分比（%）84.9515.05100.001112胜利胜利失败失败失败失败胜利胜利13始发事件组始发事件组POS小计（小计（1/堆年）堆年）百分比（百分比（%）NRLOCALOCA5.66E-101.30E-107.00E-1012.24丧失安

9、全重要电源丧失安全重要电源6.55E-109.26E-117.51E-1013.13丧失丧失RRI/SEC1.76E-103.00E-121.79E-103.13丧失取水口丧失取水口3.92E-109.61E-124.04E-107.06丧失丧失PTR冷却冷却1.81E-093.78E-111.86E-0932.52PTRPTR系统管线破口系统管线破口3.43E-101.26E-104.70E-108.22丧失厂外电丧失厂外电8.08E-103.43E-101.16E-0920.28大载重下落大载重下落0.00E+002.00E-102.00E-103.50小计（小计（1/堆年）堆年）4.75

10、E-099.42E-105.72E-09100.00百分比（百分比（%）83.4516.55 100.0014应急补水手段对始发事件应急补水手段对始发事件组下组下FDFFDF变化的影响变化的影响应急补水手段对应急补水手段对POSPOS下下FDFFDF变化的变化的影响影响1516 乏燃料水池原有设计中的液位开关为非安全级设备、无抗震要求；乏燃料水池原有设计中的液位开关为非安全级设备、无抗震要求； 增设的液位连续测量装置为抗震增设的液位连续测量装置为抗震1 1类，发生地震等外部灾害后能够实类，发生地震等外部灾害后能够实时监测乏燃料水池液位；时监测乏燃料水池液位；17l 乏燃料水池全工况下一级内部事

11、件乏燃料水池全工况下一级内部事件PSAPSA的燃料元件损坏频率约的燃料元件损坏频率约为堆芯损坏频率的为堆芯损坏频率的1%1%左右，风险相较堆芯而言比较小。左右，风险相较堆芯而言比较小。l 原有设计中，主要的风险贡献始发事件：原有设计中，主要的风险贡献始发事件：PTRPTR系统大漏和丧失系统大漏和丧失厂外电；厂外电；l 原有设计中，持续时间较长的原有设计中，持续时间较长的POSNPOSN正常运行工况是主要的正常运行工况是主要的风险贡献工况，风险贡献工况，POSRPOSR换料工况单位时间内的风险水平远高换料工况单位时间内的风险水平远高于于POSNPOSN；18l 根据支配性事件序列和支配性最小割集

12、的分析结果可以看出：根据支配性事件序列和支配性最小割集的分析结果可以看出：人误是造成乏燃料水池燃料元件损坏风险的关键因素。人误是造成乏燃料水池燃料元件损坏风险的关键因素。l 在增设应急补水管线及乏燃料水池状态连续监测设备后，能够在增设应急补水管线及乏燃料水池状态连续监测设备后，能够实时监测乏燃料水池事故后的状态，有效避免燃料元件裸露，实时监测乏燃料水池事故后的状态，有效避免燃料元件裸露，乏燃料水池燃料元件损坏风险明显降低；乏燃料水池燃料元件损坏风险明显降低；191 ANS1 ANS，“Low-power And Shutdown PRA Methodology “Low-power And Shutdown PRA Methodology Standard”, Draft C6, June1, 2019.Standard”, Draft C6, June1, 2019.2 NRC, Operating Experience Feedback Report-Assessment 2 NRC, Operating Experience Feedback Report-Assessment of Spent Fuel Cooling, NUREG-1275