核电厂负压混凝土安全壳的泄漏率试验方法

技术领域

本发明涉及核电领域，更具体地说，涉及一种核电厂负压混凝土安全壳的泄漏率试验方法。

背景技术

某核电机组反应堆厂房采用双层安全壳结构，内层安全壳为附有钢衬里的预应力混凝土结构，机组运行后由预应力混凝土结构承担各种工况下的荷载，由钢衬里保证其密封性，外层安全壳为普通钢筋混凝土结构，用于抵抗飞机撞击、龙卷风飞射物及外部爆炸等外部灾害。

内层、外层安全壳之间的空间为安全壳环廊，在设计功能中，其承担着保证从内层安全壳泄漏的空气先被环廊空间搜集、并经过环廊通风系统过滤净化，最后才被排放，从而避免带放射性的空气直接释放到环境中。在机组正常运行中，安全壳环廊空间一般维持在-600～-400Pa的微负压状态，以实现对内层安全壳泄漏空气的搜集与包容功能。

外层安全壳结构，有设备闸门、应急人员闸门、正常人员闸门、电缆孔洞、机械孔洞、水密门及通风管道等设备贯穿外层安全壳混凝土，可能在连接位置存在密封或封堵不严的情况，进而影响外层安全壳及环廊空间的密封性。

为了能持续稳定维持安全壳环廊空间的负压状态，需验证并保证在环廊负压条件下外层安全壳的密封性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种核电厂负压混凝土安全壳的泄漏率试验方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电厂负压混凝土安全壳的泄漏率试验方法，包括以下步骤：

S1、将所述安全壳的环廊内抽至设定负压压力后关闭所有开口；

S2、在所述环廊内恢复至大气压过程中，获取所述环廊内空气质量M与时间t的关系，在设定时间段内形成若干组二维数据组(M，t)，对若干设定时间段内的各二维数据组(M，t)拟合得到各设定时间段内的泄漏率Q

S3、每一设定时间段内环廊内的压力与外界压力形成压差△Pi，与每一设定时间段内环廊内的泄漏率Qi形成另外一组二维数据组(Qi，△Pi)，将Qi对△Pi进行回归得到环廊的泄漏率与压差的关系式Q

S4、将所述环廊内抽至设定负压压力后关闭所有开口，再注入空气至大气压后停止注入；

S5、循环步骤S2、S3，求得第二个压力循环下的环廊的泄漏率Q

S6、循环步骤S4、S5，得出至少三个环廊的泄漏率Q

S7、根据所述步骤S6中的各Q

在一些实施例中，所述环廊内设有压力传感器、温度传感器、湿度传感器，采集所述环廊内的压力、温度、湿度及大气压力；

其中空气质量

M—环廊内干空气的质量，kg；

P—环廊内的平均绝对压力，Pa；

H—环廊内的平均水蒸气分压，Pa；

V—环廊的自由容积，m

R—干空气的理想气体常数，8.314J·mol

T—环廊空间内平均温度，K。

在一些实施例中，所述安全壳设有用于将环廊抽真空的负压状态维持单元、用于向内环廊注入气体的压缩空气注入单元、以及用于采集信号和计算泄漏率的信号采集与泄漏率计算单元。

在一些实施例中，所述信号采集与泄漏率计算单元的频率不小于1分钟，且不大于所述设定时间段的时长，所述设定时间段为30±5分钟。

在一些实施例中，所述步骤S1、S4中，将所述环廊抽至的负压压力为2500±500Pa。

在一些实施例中，步骤S3中，△P＝P

在一些实施例中，将正常运行时环廊空间的负压限值△P带入关系式

在一些实施例中，所述步骤S4中，按注入量Q

在一些实施例中，在所述步骤S5中，在将正常运行时环廊空间的负压限值△P带入幂函数

在一些实施例中，在步骤S7中，对各Q

实施本发明的核电厂负压混凝土安全壳的泄漏率试验方法，具有以下有益效果：试验方法在负压环境下进行的密封性验证或泄漏率测量，该试验方案操作简单、数据可靠、泄漏率算法简单便捷，让试验的结果也更准确。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例中的安全壳的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明一个优选实施例中的核电厂负压混凝土安全壳10包括外层安全壳11，内层安全壳12，在外层安全壳11和内层安全壳12之间形成安全壳10的环廊13，内层安全壳12为附有钢衬里的预应力混凝土结构，机组运行后由预应力混凝土结构承担各种工况下的荷载，由钢衬里保证其密封性，外层安全壳11为普通钢筋混凝土结构，用于抵抗飞机撞击、龙卷风飞射物及外部爆炸等外部灾害。

本发明试验方法是为了获得核电厂负压混凝土安全壳10的泄漏率，包括以下步骤：

S1、将所述安全壳10的环廊13内抽至设定负压压力后关闭所有开口；

S2、在所述环廊13内恢复至大气压过程中，获取所述环廊13内空气质量M与时间t的关系，在设定时间段内形成若干组二维数据组(M，t)，对若干设定时间段内的各二维数据组(M，t)拟合得到各设定时间段内的泄漏率Q

S3、每一设定时间段内环廊13内的压力与外界压力形成压差△Pi，与每一设定时间段内环廊13内的泄漏率Qi形成另外一组二维数据组(Qi，△Pi)，将Qi对△Pi进行回归得到环廊13的泄漏率与压差的关系式Q

S4、将所述环廊13内抽至设定负压压力后关闭所有开口，再注入空气至大气压后停止注入；

S5、循环步骤S2、S3，求得第二个压力循环下的环廊13的泄漏率Q

S6、循环步骤S4、S5，得出至少三个环廊13的泄漏率Q

S7、根据所述步骤S6中的各Q

本发明试验方法在负压环境下进行的密封性验证或泄漏率测量，该试验方案操作简单、数据可靠、泄漏率算法简单便捷，让试验的结果也更准确。

环廊13设有压力传感器14、温度传感器15、湿度传感器16，采集所述环廊13内的压力、温度、湿度及大气压力，可根据安全壳10环廊13实际的体积大小，通过安装多个传感器仪表进行测量并加权平均求取，如可选择一个压力传感器14、10个温度传感器15、4个湿度传感器16。

安全壳10还设有用于将环廊13抽真空的负压状态维持单元17、用于向环廊13内注入气体的压缩空气注入单元18、以及用于采集信号和计算泄漏率的信号采集与泄漏率计算单元19。负压状态维持单元17、压缩空气注入单元18可以包括位于环廊13内的过滤器，来过滤掉杂质等，信号采集与泄漏率计算单元19包括采集系统和计算系统，采集系统可以采集压力传感器14、温度传感器15、湿度传感器16的信号，计算系统可以计算泄漏率，信号采集的采集频率、泄漏率计算的计算频率可根据实际情况设定，如1分钟、2分钟、5分钟等，优选地，不小于一分钟，且不大于设定时间段的时长。

在一些实施例中，设定时间段为30±5分钟，有足够的时间，可以在此时间段内获得的数据更多，数据分布可以更广，便于得到更准确的数据。

进一步地，在步骤S1中，启动负压状态维持单元17中的通风系统，将安全壳10环廊13空间抽至2500Pa负压后停运，如停运风机、关闭风阀，等待安全壳10环廊13空间自然上升至大气压。

在一些实施例中，步骤S3中，压差△P＝P

根据工程经验，关系式Q

具体地，在步骤S3中，将正常运行时环廊13空间的负压限值△P带入关系式

在步骤S4中，启动环廊13的负压状态维持单元17中的通风系统，将安全壳10环廊13空间抽至2500Pa负压后停运，如停运风机、关闭风阀，再启动压缩空气注入单元18往环廊13内注入空气，优选地，按注入量Q

进一步地，在所述步骤S5中，在将正常运行时环廊13空间的负压限值△P带入幂函数

优选地，在步骤S7中，对各Q

可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。