郭恩良

三门核电有限公司 浙江台州 317112

福岛事故主要是地震海啸使电厂失去所有交流电源（SBO），衰变热无法排出，先后发生氢气爆炸和核泄漏。事故发生后，安全分析对核电厂在SBO事故下安全性能提出了更高的要求。AP1000设计中通过重力、自然循环等非能动的自然驱动力，将堆芯余热和安全壳热量排出。主冷却剂系统的PRHR是非能动系统的重要组成部分，事故时通过PRHR自然循环导出衰变热，确保安全。

1 系统介绍

非能动余热排出系统包括非能动余热排出热交换器（PRHR HX）、管道、阀门和仪表。PRHR HX布置在安全壳内换料水箱（IRWST）中，以水箱的水作为冷却介质。PRHR HX和反应堆之间存在位差和温差，由此产生反应堆冷却剂的自然循环压头[1]。

2 事故场景模拟

采用三门核电一号模拟机模拟SBO事故下，PRHR投入及失效两种进程的动作序列、瞬态响应及堆芯冷却分析。

场景一：PRHR投入

假设电厂事故前100%功率水平运行，一、二回路运行参数及设备正常。其事故变化及进程如下：

发生SBO后，主泵转速降低使反应堆停堆，一回路由蒸汽发生器带出的热量减少，且蒸汽发生器内的液位快速下降。一回路平均温度上涨，导致一回路的压力也上升，随着蒸汽发生器内的窄量程水位持续下降到低2（21%），由于失电导致启动给水泵无法启动，触发PRHR动作。

PRHR投入对一回路有很明显的冷却效果，由于传热管内积存的冷却剂温度较低，初始流量较大。之后随着自然循环的注入，流量减小并趋近于较小的流量值，IRWST的水温稳步上升，一回路温度和压力逐渐减小，进入较稳定的冷却阶段。……