基于覆盖气腔放射性活度的钠冷快堆堆芯损伤评价方法

技术领域

本发明属于核与辐射应急领域，具体涉及一种基于覆盖气腔放射性活度的钠冷快堆堆芯损伤评价方法。

背景技术

由于应急响应反馈正式证实了事故源项估算和剂量预测模型的结果在事故早期响应的对策中是不可用的。而源项估算和剂量扩散模拟结果并不准确，因此，根据燃料损伤评价的结果指导防护行动极为重要，在钠冷快堆中，堆芯的损伤可直接反映出燃料的损伤。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可指导意外事故工况下防护行动的基于覆盖气腔放射性活度的钠冷快堆堆芯损伤评价方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种基于覆盖气腔放射性活度的钠冷快堆堆芯损伤评价方法，包括以下步骤：

(1)对相关参数值进行监测评价；相关参数包括覆盖气腔放射性活度(MVRM)；

(2)根据所述覆盖气腔放射性活度判断堆芯状态；

(3)燃料包壳气密性破损份额的评估；

(4)燃料包壳破损份额的评估；

(5)根据上述燃料包壳气密性破损份额的评估与燃料包壳破损份额的评估得到堆芯损伤类型及损伤份额。

进一步地，所述步骤(1)中，所述相关参数还包括主容器液位(MVL)、主容器覆盖气体压力(MVP)、一回路热端温度(RTD)、源量程计数率监测读数(SRM)、主容器壁面温度(WVT)。

进一步地，所述覆盖气腔放射性活度(MVRM)包括四组，分别为MVRM1、MVRM2、MVRM3和MVRM4；所述MVRM1表示0.1％包壳气密性破损裂变产物释放到覆盖气腔对应的放射性活度；MVRM2表示1％燃料包壳破损释放到覆盖气腔对应的放射性活度；MVRM3表示100％包壳气密性破损裂变产物释放到覆盖气腔对应的放射性活度；MVRM4表示100％燃料包壳破损释放到覆盖气腔对应的放射性活度。

进一步地，所述主容器液位的整定值(MVL)包括主容器报警液位MVL1与燃料上转换区对应的主容器液位(MVL2)。

进一步地，所述主容器覆盖气体压力的整定值为主容器超压保护系统液封器动作压力(MVP1)。

进一步地，所述一回路热端温度(RTD)的整定值为堆芯可能裸露(RTD1)。

进一步地，所述步骤(2)中，所述覆盖气腔放射性活度MVRM1<0.1％包壳气密性破损裂变产物释放到覆盖气腔对应的放射性活度MVRM1时继续监测所述相关参数。

进一步地，所述步骤(2)中，所述覆盖气腔放射性活度MVRM2<1％包壳气密性破损裂变产物释放到覆盖气腔对应的放射性活度MVRM2时进行燃料包壳气密性破损份额的评估。

进一步地，所述步骤(2)中，所述覆盖气腔放射性活度MVRM2≥1％燃料包壳破损释放到覆盖气腔对应的放射性活度MVRM2时进行燃料包壳破损份额的评估。

进一步地，所述步骤(3)中，燃料包壳气密性破损份额的评估采用公式(1)计算得到，

进一步地，所述步骤(4)中，燃料包壳破损份额的评估采用公式(2)计算得到，

进一步地，所述步骤(5)中，堆芯损伤类型包括无损伤、燃料包壳气密性损伤、燃料包壳破损三类。

采用本发明的技术方案带来的有益效果是，一种基于覆盖气腔放射性活度的钠冷快堆堆芯损伤评价方法，通过计算燃料包壳气密性破损份额与燃料包壳破损份额与相对应的仪器监测的参数值结合，对钠冷快堆堆芯损伤类型进行定性和定量的判断，在计算过程中仅涉及覆盖气腔放射性活度监测值，而将计算结果与其他监测值对应比较，确保了本发明对钠冷快堆堆芯损伤的判断准确性，可有效为意外事故工况下提供防护指导措施。

附图说明

图1是本发明实施例的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明实施例基于600MW示范快堆工程核岛监测设备特性，针对核应急情况下钠冷快堆反应堆堆芯发生破损的情况。

参照附图1，一种基于覆盖气腔放射性活度的钠冷快堆堆芯损伤评价方法，包括以下步骤：

(1)对相关参数值进行评价监测；相关参数包括覆盖气腔放射性活度(MVRM)；

(2)根据所述覆盖气腔放射性活度判断堆芯状态；

(3)燃料包壳气密性破损份额的评估；

(4)燃料包壳破损份额的评估；

(5)根据上述燃料包壳气密性破损份额的评估与燃料包壳破损份额的评估得到堆芯损伤类型及损伤份额。

优选地，所述步骤(1)中，所述相关参数还包括主容器液位(MVL)、主容器覆盖气体压力(MVP)、一回路热端温度(RTD)、源量程计数率监测读数(SRM)、主容器壁面温度(WVT)。

优选地，所述覆盖气腔放射性活度(MVRM)包括四组，分别为MVRM1、MVRM2、MVRM3和MVRM4；所述MVRM1表示0.1％包壳气密性破损裂变产物释放到覆盖气腔对应的放射性活度；MVRM2表示1％燃料包壳破损释放到覆盖气腔对应的放射性活度；MVRM3表示100％包壳气密性破损裂变产物释放到覆盖气腔对应的放射性活度；MVRM4表示100％燃料包壳破损释放到覆盖气腔对应的放射性活度。

优选地，所述主容器液位(MVL)的整定值包括主容器报警液位(MVL1)与燃料上转换区对应的主容器液位(MVL2)。MVL低于MVL1，表明燃料可能包壳气密性破损；MVL低于MVL2表示堆芯可裂变区域裸露，燃料温度上升。

优选地，所述主容器覆盖气体压力(MVP)的整定值为主容器超压保护系统液封器动作压力(MVP1)。所述MVP无法判断堆芯损伤状态，用于对覆盖气体放射性活度的修正，辅助覆盖气腔放射性活度MVRM的确定。

优选地，所述一回路热端温度的整定值为堆芯可能裸露(RTD1)。RTD只能定型判断堆芯损伤状态，无法定量判断堆芯损伤状态，出现所述堆芯可能裸露(RTD1)，燃料温度上升。

优选地，所述主容器壁面温度(WVT)的整定值为主容器结构完整性受到挑战时的主容器壁面温度WVT1，表示燃料包壳破损严重。

优选地，所述步骤(2)中，所述覆盖气腔放射性活度MVRM<0.1％包壳气密性破损裂变产物释放到覆盖气腔对应的放射性活度MVRM1时继续监测所述相关参数。

优选地，所述步骤(2)中，所述覆盖气腔放射性活度MVRM<1％包壳气密性破损裂变产物释放到覆盖气腔对应的放射性活度MVRM2时进行燃料包壳气密性破损份额的评估。

优选地，所述步骤(2)中，所述覆盖气腔放射性活度MVRM≥1％燃料包壳破损释放到覆盖气腔对应的放射性活度MVRM2时进行燃料包壳破损份额的评估。

优选地，所述步骤(3)中，燃料包壳气密性破损份额的评估采用公式(1)计算得到，

在事故工况下，覆盖气腔中存在数量可观的钠蒸汽，其中的

1)当MVP

覆盖气腔放射性活度(t)＝MVRM(t+10min)×λ

2)当MVP≥MVP1时，在主容器超压保护系统动作后，除了考虑补偿容器的稀释问题外，由于部分放射性物质随主容器覆盖气体经液封器排放至包容罐；需要对主容器覆盖气体放射性进行修正；

覆盖气腔放射性活度(t)＝MVRM(t+10min)×λ

其中，λ

由于覆盖气体探测器探测是有10min延迟的，因此其数据反映的是为10min之前的放射性活度。

将上述计算得到的燃料包壳气密性破损份额结果与相关参数结果对比进一步判定是否发生事故工况；在燃料包壳气密性破损份额结果与主容器液位(MVL)、主容器覆盖气体压力(MVP)、一回路热端温度(RTD)、源量程计数率监测读数(SRM)、主容器壁面温度(WVT)结果相对应时判定发生燃料包壳气密性破损；其中相关参数的判定标准为：

(1)MVL2<主容器液位≤MVL1；

(2)一回路热端温度>RTD1；

(3)源量程计数率监测读数>SRM1；

(4)主容器壁面温度

优选地，所述步骤(4)中，燃料包壳破损份额的评估采用公式(2)计算得到，

在事故工况下，在覆盖气腔存在数量可观的钠蒸汽，其中的

1)当MVP

覆盖气腔放射性活度(t)＝MVRM(t+10min)×λ

2)当MVP≥MVP1时，在主容器超压保护系统动作后，除了考虑补偿容器的稀释问题外，由于部分放射性物质随主容器覆盖气体经液封器排放至包容罐，需要对主容器覆盖气体放射性进行修正；

覆盖气腔放射性活度(t)＝MVRM(t+10min)×λ

其中，λ

由于覆盖气体探测器探测的是有10min延迟的，因此其数据反映的是为10min之前的放射性活度。

对基于覆盖气腔放射性活度(MVRM)的燃料包壳破损评价结果相关的参数相对应时判定发生燃料包壳气密性破损；其中相关参数的判定标准为主容器液位≤MVL2。

根据上述计算结果与参数监测数据得到钠冷快堆堆芯损伤类型，分别为无损伤、燃料包壳气密性损伤、燃料包壳损伤，计算份额对相应损伤定量；其中，堆芯无损伤对应0.1％燃料包壳气密性破损、燃料包壳气密性破损对应燃料棒间隙裂变产物释放、燃料包壳破损对应燃料块中裂变产物释放，100％破损即为堆芯100％熔化。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。