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沈 阳 工 程 学 院 毕业设计（论文）开题报告 硼失控稀释与硼化事故分析 系 部： 能源与动力工程系 专 业： 核工程与核技术 学生姓名： 陈昌河 指导教师： 鞠志萍 开题时间： 2013 年 3 月 18 日 一、总体说明 在开题报告中要求给出你对课题的理解，类似的研究在国内外的进展情况，你对系统设计的初步设想，主要需要解决的技术难题和解决思路，同时应给出课题的时间安排。硼稀释事件是核电厂运行需重点关注的事故。在秦山第二核电厂扩建工程中,国家核安全局明确要求将防硼误稀释列入设计方案中,为了使一、二号机组能够与扩建工程保持一致,提高一、二号机组的安全性,一、二号机组也势必要进行防硼误稀释的改造。本文针对秦山第二核电厂一、二号机组的现有设计,详细分析了硼稀释事故的发生机理和可能导致硼稀释事故的稀释源项,并从工程设计、运行管理和事故处理等方面分析了现阶段针对硼稀释事故的防范措施,以及发生硼稀释事故后操纵员应该采取的行动。同时本文对当前硼稀释事故进行了初步的安全分析,并指出在人因操作失误的情况下发生硼稀释事故的可能性。本文还根据改造方案对一、二号机组进行了PSA分析,认为秦山第二核电厂如果采取防硼稀释事故的改进措施会有效提高堆芯的安全裕度。为了减轻硼稀释事故的后果或降低硼稀释事故的可能性,本文对一、二号机组进行防硼误稀释改造的可行性进行了分析,并确定了初步的改造方案。通过对本课题的研究,拟对秦山第二核电厂一、二号机组的防硼稀释改造提供实际可行的措施,并为改造后的文件修改提供参考性的依据。 900ＭＷ核电厂站仿真系统，模拟在满功率正常稳定运行时，进行失控硼化仿真模拟实验。模拟硼化过程时，在相同的条件下，插入硼化。初始条件是核热功率2890MW，电功率为983MW，冷却剂回路平均温度为310℃，回路压力15.4Mpa，蒸汽压力6.6Mpa，R棒为191步，硼浓度BC为834.5ppm，反应性R为2.742e-01；分别做四组插入硼化量为0.65,0.7,0.75，0.8，渐变时间都为1min,延迟时间为30s。 课题研究方法是利用确定论安全分析方法进行分析：设计基准事故是化容系统故障使得失控硼化将导致反应堆反应性降低，此事故属于反应性引入事故。在引入硼化时，反应性降低，使得安全注入系统启动，注入纯水，将一回路的硼浓度降低，反应性增加，化容系统故障，未能及时发挥上充下泄和除硼功能，将导致反应堆重返临界的可能，并损坏反应堆相关系统设备，尤其是主泵和压力容器燃料元件。主泵不能正常运行，不能保证冷却剂流量规定值，压力容器堆芯燃料元件温度升高导致毁损，压力容器温度上升，将对压力容器金属强度和刚度产生冲击。因此，硼浓度失控硼化时，化容系统不能正常运行将会对核电站产生严重影响，需对其进一步分析研究。 此外，本课题研究方法还利用概率论安全分析法进行进一步分析：反应堆在满功率运行情况下，假设化容系统不能正常发挥其正常下泄，上充，净化，轴封回流，除硼等功能，反应堆系统均能正常运行的情况下，注入硼浓度高于一回路的硼浓度的硼酸时，将对一回路反应堆系统的影响。现以化容系统的上充功能失效作为顶事件，逐步分析建立事件树和故障树。首先事件树为：始发事件为化容系统未能正常发挥其下泄，净化，上充，除硼等功能导致一回路反应堆系统内硼浓度失控硼化；与始发事件相关的系统依次有安全注入系统，化学与容积控制系统和硼和水补给系统。第一个系统是安全注入系统，若安全注入系统成功，化学与容积控制系统成功，硼和水补给系统也是成功的，那么这是成功的事件树，最终能够顺利使反应堆安全停堆。若安注系统未能成功投入，那么无法使其余两个系统正常投入使用，最终未能达到安全停堆。若安注系统投入成功了，但化学与容积控制系统未能成功投入，那么即使硼和水补给系统成功投入了也未能成功实现安全停堆。 （3）硼失控硼化事故的重点和难点 硼失控硼化事故的重点是，研究硼化后反应堆的功率和反应性的变化，以及对一回路辅助系统的化学与容积控制系统的分析。研究中将从以下几方面进行研究：① 反应堆反应性的变化，引起化容系统的下泄和上充量的变化，产生变化时，反应堆所处的状态；② 反应堆冷却剂进出口温度和压力的变化将引起稳压器的变化和蒸汽发生器的变化，进而影响整个二回路系统的变化；③ 反应堆停堆后，安全注入系统启动，对整个事故的缓解作用，以及如何使反应堆能够安全停堆。难点是在利用模拟仿真机实验时，在初始条件相同的情况下插入时间的不同，将导致数据不一致，导致数据采集和分析有干扰。各系统动作时间不一样，出现时间也不一样。 三、预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施 设计过程中可能遇到问题是，硼化过程