百万千瓦级核电厂乏燃料水池

会计学1百万千瓦级核电厂乏燃料水池工作概述百万千瓦级核电厂乏燃料水池及其相关设施的结构和布置特性乏燃料水池概率安全分析建模调整、简化堆芯PSA的技术要素及分析方法量化乏燃料水池内的风险水平增加应急补水管线增加液位连续监测装置改进项影响分析2第1页/共19页POS编码名称热负荷温度余热移出手段水闸门位置N正常运行4.2MW＜50℃1列PTR系统（一台PTR泵+一台PTR热交换器）关闭R换料7.3MW＜65℃1列PTR系统（一台PTR泵+一台PTR热交换器）打开SFPPSA建模-电厂运行状态划分表2-1百万千瓦级核电厂乏燃料水池PSAPOS清单ANS“Low-powerAndShutdownPRAMethodologyStandard”核电厂的标准运行工况，如换料停堆、功率运行；乏燃料水池的状态贮存池内的余热水平——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——是否将整个堆芯卸至乏燃料水池；与其他腔室的连接状态——水闸门是否就位，影响事故进程发展；3第2页/共19页乏燃料水池正常贮存工况示意图乏燃料水池换料操作示意图SFPPSA建模-电厂运行状态划分4第3页/共19页始发事件清单确定方法：参考现有始发事件清单失效模式与效应分析（FMEA）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

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反馈。5SFPPSA建模-始发事件分析始发事件：导致乏燃料水池水位下降或冷却手段丧失的事故；排水事故非排水事故第4页/共19页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_PL1NPOSNPTR系统破口SF_PL1RPOSRPTR系统破口3丧失设备冷却水系统/重要厂用水系统SF_OQ1NPOSN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_BL1NPOSNLOCASF_BL1RPOSRLOCASFPPSA建模-始发事件分析6第5页/共19页SFPPSA建模-事件序列分析非排水事故（丧失冷却能力）乏燃料水池温度高报警故障恢复/切换至备用列向乏燃料水池提供冷却OK操纵员启动可用补水手段向乏燃料水池补水燃料元件损坏（FD）JPI或SED系统向乏池补水成功成功成功失败失败OK，乏燃料水池沸腾失败燃料元件损坏（FD）成功7第6页/共19页8SFPPSA建模-事件序列分析排水事故乏燃料水池水位低报警及时隔离破口OK操纵员启动可用补水手段向乏燃料水池补水燃料元件损坏（FD）JPI或SED系统向乏池补水成功成功成功失败失败OK，乏燃料水池沸腾失败燃料元件损坏（FD）成功成功失败第7页/共19页9初步定量化结果燃料元件(FuelDamage,FD)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/冷却手段，最终燃料元件裸露8组始发事件；17棵事件树；99个导致燃料元件损坏的事件序列；177个导致乏燃料水池发生沸腾的事件序列；（FuelDamageFrequency,FDF）为2.17E-07/堆年，沸腾频率为7.20E-04/堆年；始发事件组POS小计（1/堆年）百分比（%）NRLOCA2.19E-085.70E-092.76E-0812.72丧失安全重要电源2.54E-084.04E-092.94E-0813.55丧失RRI/SEC6.80E-091.31E-106.93E-093.20丧失取水口1.52E-084.20E-101.56E-087.19丧失PTR冷却7.02E-081.65E-097.20E-0833.20PTR系统管线破口1.33E-085.49E-091.88E-088.67丧失厂外电3.13E-081.50E-084.64E-0821.39大载重下落0.00E+002.00E-102.00E-100.09小计（1/堆年）1.84E-073.26E-082.17E-07100.00百分比（%）84.9515.05100.00

第8页/共19页10初步定量化结果第9页/共19页改进项影响分析-应急补水管线11JPI或SED系统向乏池补水成功成功失败OK，乏燃料水池沸腾失败燃料元件损坏（FD）成功操纵员启动可用补水手段向乏燃料水池补水应急补水OK，乏燃料水池沸腾第10页/共19页12始发事件组POS小计（1/堆年）百分比（%）NRLOCA5.66E-101.30E-107.00E-1012.24丧失安全重要电源6.55E-109.26E-117.51E-1013.13丧失RRI/SEC1.76E-103.00E-121.79E-103.13丧失取水口3.92E-109.61E-124.04E-107.06丧失PTR冷却1.81E-093.78E-111.86E-0932.52PTR系统管线破口3.43E-101.26E-104.70E-108.22丧失厂外电8.08E-103.43E-101.16E-0920.28大载重下落0.00E+002.00E-102.00E-103.50小计（1/堆年）4.75E-099.42E-105.72E-09100.00百分比（%）83.4516.55100.00

改进项影响分析-应急补水管线第11页/共19页13改进项影响分析-应急补水管线应急补水手段对始发事件组下FDF变化的影响应急补水手段对POS下FDF变化的影响第12页/共19页14改进项影响分析-液位连续监测增设液位及温度连续测量装置乏燃料水池液位监测：原有的设计为液位开关，进行低液位的报警。在PSA模型液位低报警功能中，考虑液位开关与液位连续监测装置冗余。第13页/共19页15改进项影响分析-液位连续监测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1类，发生地震等外部灾害后能够实时监测乏燃料水池液位；第14页/共19页16总结乏燃料水池全工况下一级内部事件PSA的燃料元件损坏频率约为堆芯损坏频率的1%左右，风险相较堆芯而言比较小。原有设计中，主要的风险贡献始发事件：PTR系统大漏和丧失厂外电；原有设计中，持续时间较长的POSN（正常运行工况）是主要的风险贡献工况，POSR（换料工况）单位时间内的风险水平远高于POSN；第15页/共19页17总结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。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，乏燃料水池燃料元件损坏风险明显降低；第16页/共19页18参考资料[1]ANS，“Low-powerAndShutdownPRAMethodologyStandard”,DraftC6,June1,2005.[2]NRC,Operat