百万级安全壳喷淋系统
AP1000主要参数
2台
换料水储存箱
12230m3（IR）
11600 m3
硼注入箱
不需要
13.4m3
9.安全喷淋系统
无
有
安全喷淋泵
不需要
2台（安全级）
热交换器
不需要
2台（安全级）
10.正常余热导出
非安全相关
安全相关
设计压力
6.2 MPa.g
4.65 MPa.g
设计流量
2340 m3/h
2911 m3/h
11.乏燃料水池冷却系统
11500m2
5430m2
传热管数量
10025
4474
独立的启动给水接管
有
无
5.主泵
类型
屏蔽泵
轴封泵
数量
4
3
额定功率
5.15MW
6.5MW
最佳设计流量
17000 m3/h
23790 m3/h
扬程
110m
97.2 m
6.稳压器
总容积
59.5m3
39 m3
稳压器卸压箱
无
有
自动卸压装置
有
安全阀卸压
7.安全壳
建造周期（批量后）
<42
58
堆芯损坏频率
<4×10-7/堆年
<1×10- 5/堆年
(未计入所有外部事件)
事故早期大量放射性物质释放至环境的频率
<4×10-8/堆年
<1×10-6/堆年
(未计入所有外部事件)
反应堆运行压力
15.5MPa
15.5MPa
热段温度
321.1℃
327.6℃
SG出口压力
消防喷淋系统
消防喷淋系统消防喷淋系统是一种重要的消防设施，它可以在火灾发生时迅速进行灭火，保护人员生命和财产安全。
本文将从喷淋系统的定义、工作原理、设计要点和维护保养等方面详细介绍消防喷淋系统的相关知识。
一、消防喷淋系统的定义消防喷淋系统是一种通过喷淋头将水雾或者水柱喷射到火灾现场，形成覆盖面积广、作用时间长的灭火设备。
它可以有效地控制火势的蔓延，降低火灾对建造物和人员的危害。
1.1 喷淋系统的组成消防喷淋系统主要由水源系统、喷淋头、管道系统、控制系统和电气系统等组成。
水源系统提供喷淋系统所需的水源；喷淋头负责将水雾或者水柱喷射到火灾现场；管道系统将水源输送到喷淋头；控制系统控制喷淋系统的启停和喷淋方式；电气系统提供喷淋系统的电力支持。
1.2 喷淋系统的分类消防喷淋系统根据喷淋介质的不同可分为水雾喷淋系统和水柱喷淋系统。
水雾喷淋系统通过喷射细小水雾形成雾状覆盖面积，具有灭火速度快、喷淋量小、冷却效果好等特点；水柱喷淋系统通过喷射高压水柱形成直流水流，具有灭火范围广、穿透力强等特点。
1.3 喷淋系统的应用领域消防喷淋系统广泛应用于各类建造物，如商业中心、办公楼、工厂车间、仓库等。
特殊是在高层建造中，消防喷淋系统可以迅速灭火，有效防止火势蔓延，保护人员的生命安全。
二、消防喷淋系统的工作原理消防喷淋系统的工作原理是通过控制系统的信号，使水源系统中的水泵启动，将水源输送到喷淋头，形成喷淋喷射。
喷淋头通过喷口的设计和水流的压力，将水雾或者水柱喷射到火灾现场，达到灭火的目的。
2.1 控制系统的作用控制系统是消防喷淋系统的核心，它通过感应器、控制阀和控制面板等组件实现对喷淋系统的控制。
感应器可以感知火灾的存在，发出信号给控制阀，启动喷淋系统；控制面板可以手动或者自动控制喷淋系统的启停和喷淋方式。
2.2 喷淋头的工作原理喷淋头通过喷口的设计和水流的压力，将水雾或者水柱喷射到火灾现场。
喷口的设计可以使水流形成均匀的喷射，覆盖面积广；水流的压力可以使喷射的水雾或者水柱具有足够的冷却和灭火效果。
国内压水堆核电厂安全壳喷淋试验的比较分析
喷淋 泵 启动 后延 时 ５ ａｉ ｒ ｎ注 入 Ｎａ Ｏ Ｈ，此 时 已确认安全壳喷淋系统的启动是由事故引起 的， 而不 是误 动 作 。 每个 环形喷淋集管包含若干预先确定 出水 方向的喷嘴， 以确保在安全壳内有最大的喷淋覆 盖面 积 。 按 一 定方 式连 接环 形集 管 ，即使 在一 台 喷淋 泵不 能按 要求 启动 的情 况 下 ， 也 能在 安全 壳 内提供适当的覆盖面积 。 直 接 喷淋 持续 一段 时 间后 ， 当换料 水箱 出现 低一 低液位信 号时 ，开始再循环喷淋阶段。此时 打 开喷 淋泵 与地 坑 间 的隔离 阀 ， 喷淋泵 开始 从地 坑吸水进行喷淋 。 安全壳喷淋系统在降低安全壳 温度 的同 时 ，还 起 到排 出堆 芯余热 的作用 。
１ ０ ． ５的范围内，ｐ Ｈ值的下限可保证喷淋液滴从 安全壳大气 中去除 ¨ Ｉ ，上限保证喷淋液和与其 接触的材料 的相容性 。在 Ｎａ Ｏ Ｈ 溶液上面保持 由氮气构成 的惰性气氛， 防止因与空气接触而形 成 Ｎａ ２ Ｃ Ｏ ３ ，从 而造 成喷 嘴堵 塞 。
１ 系统描述
安全壳喷淋系统 由两个相 同的并且实体隔 离 的系 列组 成 ， 两 个系 列分 别 由两 路安全 电源供 电， 共用 一个 化 学添加 剂 回路和 通往 换 料水 箱 的 喷淋泵试验管线，每个系列都能保证 １ ０ ０ ％的喷 淋功能。 每个系列包括一台电动喷淋泵、 一个化 学添加剂喷射器、 一台热交换器 、 位于安全壳穹
图 １ 安全 壳喷淋系统
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｃｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｐｒ ａ ｙ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
“华龙一号”安全壳喷淋系统可靠性评估模型
“华龙一号”安全壳喷淋系统可靠性评估模型孟凡鹏;门新红;隋阳;丁睿;崔贺【期刊名称】《核科学与工程》【年(卷),期】2022(42)3【摘要】“华龙一号”是由我国自主研发、具有完全知识产权的第三代核电机组。
安全壳喷淋系统(CSS)是其重要的安全保护系统之一,因此须对它的可靠性进行评估。
但是,传统的可靠性评估方法在处理系统事件的多态性和事件间的不确定逻辑关系方面存在不足。
为了解决这一问题,本文首先应用失效模式与影响分析(FMEA)方法,分析CSS部件的失效模式、失效原因和失效影响;随后应用故障树分析(FTA)方法,分析上述事件间的确定性逻辑关系,构建了CSS故障树;最后应用贝叶斯网络(BN)方法,基于CSS故障树,修正了条件概率表来表达系统事件的多态性和事件间的不确定逻辑关系,建立“华龙一号”CSS可靠性评估模型。
应用所建立的模型对福清核电“华龙一号”CSS进行了可靠性评估,结果表明,“华龙一号”CSS失效概率为1.787×10^(−5);同时,分析了“华龙一号”CSS的关键事件,明确了改进其可靠性的方向。
【总页数】9页(P645-653)【作者】孟凡鹏;门新红;隋阳;丁睿;崔贺【作者单位】南华大学核科学技术学院;福建福清核电有限公司;海南核电有限公司【正文语种】中文【中图分类】TL48【相关文献】1.“华龙一号”内层安全壳施工技术研究与应用2.华龙一号失水事故后安全壳内气溶胶自然沉降现象研究3.华龙一号非能动安全壳冷却系统对严重事故后果影响研究4.华龙一号核电站内层安全壳穹顶施工技术5.“华龙一号”内层安全壳穹顶土建施工关键技术因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
百万千瓦级核电站半球顶安全壳喷淋系统覆盖率分析
多的喷嘴数 目以及较 大横断面积的喷雾轨迹 。 但增加喷嘴数 目受到喷淋系 统总流量的制约， 改善 喷雾 轨 迹 受 到 喷 嘴结 构 特 性 的 限 制 。 此 ， 须 合 理 因 必
地 布 置 和 调 整 喷 嘴 在 喷 淋 环 网 上 的布 置 方 位 ， 角 及 高 度 ， 倾 以保 证 整 个 安
１０ 完 全 覆 盖 。 ０％
１ ０Ｈ ０ ６ｍ ２ １７ ２ ℃
５ 喷淋覆盖率计算 、
１计 算 假 定 条 件 ） ａ 安全壳运行平台， ． 即标 高 １． Ｏ ８ Ｏ ｍ以下容积不考虑 （ 保守） 喷淋管 网 ，
下 的 环 吊影 响不 考 虑 ；
一
喷淋 液 成 份 再 循 环地 坑 混 合 水
的结构参数和试验结果， 安全壳 内喷嘴的布置进行 了优化 ， 对 并对喷淋覆盖率进行 了工艺计算 。 【 关键词】 严重事故 堆腔淹 没 １概述 、 安全壳喷淋系统是核电站重要 的安全相关系统 ，工程安全设施之一， 在核电站发生失水事故或安全 壳内蒸汽管道破裂事故后 ， 安全壳喷淋系统 的功能是排 出安全壳 内的热量 ， 降低安全壳压力和温度 以达到维持安全壳 的完整性所能接 受的水平 。此外 ， 设计基准事故后 ， 套喷淋系列的容 在 一 量， 再加上一个系列的高、 低压 安注能保证在 ２ ４小时 内将安全壳的峰值压 力降至一半 。 安全壳喷淋系统为一能动系统 ， 它可单独 ， 或与其他 能动或非能动系 统一起， 在大量物质 ／ 能量释放 到安全 壳 内后 ， 控制安全 壳内的大气温度 和压力。由于安全 壳喷淋 的主要工作机 理是喷淋液滴与安全壳大气 的充分 接触， 因此 喷 淋 管 网覆 盖 率 是评 价 喷 淋 系 统 性 能 指 标 的一 个 重 要 参 数 。在 美 国 核 管会 标 准 审查 大 纲 Ｓ Ｐ第 ６ ２ ２和 ６５ ２节 及 Ｒ Ｉ７ Ｒ ．． ．． Ｇ ． ０中就 明确 提 出 要 确 保 喷 淋 集 管 和 喷 嘴 产 生 的 喷 淋 模 式 具 有 最 大 的被 覆 盖 的 安 全 壳 容 积 ， 且 喷 淋 覆 盖 区域 至 少 为 安 全 壳 容 积 的 ９ ％ 因此 进 行 安 全 壳 喷 淋 管 而 ０， 网覆盖率计算分析是设计工作 的一项重要 内容。 ． ２ 系统描述 、 典型的压水堆核 电站安全 壳喷淋系统 由两套完全独立 、 互为备用 的分 系列组成 。 每个系列各含一 台泵和一个热交换器等设备 。 在事故工况下 ， 喷 淋 泵 从 安全 壳 内换 料 水 箱 吸水 ， 向布 置 在 安 全 壳 半 球 顶 下 的 环 形 喷 淋 管 网 供水， 对总容积约 ４ ０ ０ ３的安全壳空 间进行喷淋 。每个系列 由不 同标高 ７ ０ｍ 和 直径 的三 组 喷 淋 环 网 组 成 ，上 面 非 均 匀 布 置 着 ２ ６只 不 同倾 角 的喷 嘴 ， １ 以获 得 最 大 的喷 淋 覆 盖 区域 。 喷 淋泵 及 喷 淋 管 网 设 计特 性参 数 如 下 ：
江苏田湾核电站
田湾核电站简介厂址位于江苏省连云港市连云区田湾，厂区按4台百万千瓦级核电机组规划，并留有再建4台的余地。
一期工程建设2台单机容量106万千瓦的俄罗斯AES-91型压水堆核电机组，设计寿命40年，年平均负荷因子不低于80%，年发电量达140亿千瓦时。
电站简介江苏田湾核电站是中俄两国在加深政治互信、发展经济贸易、加强两国战略协作伙伴关系方针推动下，在核能领域开展的高科技合作，是两国间迄今最大的技术经济合作项目，也是我国“九五”计划开工的重点核电建设工程之一。
位于江苏省连云港市高公岛乡柳河村田湾境内。
公司股东江苏核电有限公司作为项目业主，负责田湾核电站的建设管理和建成后的商业运营。
公司股东和股比的构成是：中国核工业集团公司50%、中电投核电有限公司30%、江苏省国信资产管理集团有限公司20%。
计标准设田湾核电站采用的俄AES-91型核电机组是在总结VVER-1000/V320型机组的设计、建造和运行经验基础上，按照国际现行核安全法规，并采用一些先进技术而完成的改进型设计，在安全标准和设计性能上具有起点高、技术先进的特点。
其主要技术特点包括：反应堆厂房采用双层安全壳、安全壳预应力张拉系统采用新型倒U形50束钢缆张拉方式、安全系统采用完全独立和实体隔离的4通道(N+3)、设置堆芯熔融物捕集器与冷却系统等缓解严重事故后果的安全设施、使用铀-钆一体化全锆先进燃料组件、采用全数字化仪控系统等。
田湾核电站概率安全评价表明：发生堆芯严重损坏或熔化事故的概率小于3.3×10-6/堆年(当前世界上运行的核电站一般为10-4/堆年)，发生严重放射性泄漏事故的概率不超过6.4×10-8/堆年（当前一般为10-5/堆年）。
田湾核电站的安全性、可靠性和经济性与西方正在开发的先进压水堆的目标一致，在某些方面已达到国际上第三代核电站的要求。
根据中俄两国政府协议和总合同，俄方负责田湾核电站总的技术责任和核岛、常规岛设计及成套设备供应与核电站调试，中方负责工程建设管理、土建施工、围墙内部分设备的第三国采购、电站辅助工程和外围配套工程的设计、设备采购及核电站大部分安装工程。
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额定流量率： 23790 m3/h，机械设计流量率： 24740 m3/h ）
满功率运行下的温度：（堆芯入口292.4 ℃ ，堆芯出口329.8 ℃ ，堆芯平均310.0 ℃ ），压力容器设计温度： 343 ℃
最佳预定工况下环路压力降：（反应堆： 0.323 Mpa，蒸汽发生
器：0.333 Mpa，管路：0.051 Mpa，整个环路：0.707 MPa ）
• 有核电的国家和地区是32个，核发电超过30％有16个国家。 • 法国85％，比利时（59．3％），瑞典（51．6％），英国
23％，俄罗斯16％，日本34％，美国20％，中国1.5%。 （美国仍第一核电大国，核电站109个，装机容量占全世界 的三分之一。其次是法国、前苏联、日本和德国。）
一、核能在能源系统的地位与作用（续）
世界性的燃料供应紧张和环境压力的加大；
需求：2020年中国GDP翻两番（4万亿美元），需要电力8亿～9亿千瓦，目前国内已有装机容量是3. 323 Mpa，蒸汽发生器：0. 正在建设还有3台机组，总装机容量为260万千瓦。 一、核能在能源系统的地位与作用（续）
22千克的铀-235。 9 Mpa，蒸汽发生器二次侧压力： 6. 每1g铀裂变所释放出来的能量相当于2700kg标准煤燃烧时发出来的总能量。 核压水堆电厂核岛主要参数
三、核反应堆与压水堆核电厂基本原理（续）
国内外核电站建设质量建设典型经验反馈
*
田湾项目
质量问题和事件：
中方对俄罗斯设备制造厂方管理规定了解不够，而且在订货合同中没有明确的要求。因为设备订货合同是由俄总包商ASE与厂方签订的，中方派往俄方驻厂人员绝大部分时间不能入厂房和车间直接见证和监督，有些人员只在设备出厂时进厂，在合格证上或生产质量计划上签字。
俄方第一次在中国建造这种新型核电站，是否有实验堆的目的和想法不得而知，在调试期间俄方OKB设计院在现场大量采集各种数据是十分明显的。
管理责任分析：
质保部门的职责不清，权限也不够，尤其是在问题出现之后，质保部门的职责显得苍白无力。处理问题根本不按程序办事,质保大纲成了摆设，质保程序成了一纸空文。 对员工质量保证和核安全文化的教育不够，出了问题不是按照程序要求查出不符合项的原因，针对原因采取纠正措施，而是想法减轻后果，以至隐瞒事情真相，致使问题越来越往不利的方向发展。
秦山二期
质量控制典型经验反馈年质量工作会议
*
质量事件2:
二号压力容器接管安全端焊接不符合 2000年3月上海锅炉厂有限公司（下称上锅厂）在为秦山第二核电厂二号压力容器（RPV）接管安全端焊接过程中，因违反质量保证要求，焊接工艺不成熟，检验工序不合理，导致RPV共6个接管中5个存在超标焊接缺陷（B5、B6、B7、B8为主管道接管，B9、B10为安注管道接管）。在返修中，又出现不遵守质保大纲要求，无指令操作，错标缺陷位置（标在B6上）、错挖、违规补焊，无任何质量记录，造成一条焊缝质量无法确认的重大责任事故，给国家造成重大经济损失。 国家核安全局（NNSA）于2000年4月下令上海锅炉厂停工整顿，并在民用核设施，以及核承压设备设计、制造和安装单位范围内进行了通报。为了严肃法纪，确保核承压设备设计、制造、安装质量，NNSA于2003年12月30日吊销了上锅厂民用核承压设备制造资格许可证。
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百万千瓦级核电站半球顶安全壳喷淋系统覆盖率分析
发布日期：[2010-4-15 14:37:55] 点击率：[305] 来源：迅捷论文
[摘要]
本文就百万千瓦级核电站采用半球顶安全壳条件下，安全壳喷淋系统的覆盖率进行了计算分析，描述了喷淋系统的工艺特性，给出了喷嘴的结构参数和试验结果，对安全壳内喷嘴的布置进行了优化，并对喷淋覆盖率进行了工艺计算。
1、概述
安全壳喷淋系统是核电站重要的安全相关系统，工程安全设施之一，在核电站发生失水事故或安全壳内蒸汽管道破裂事故后，安全壳喷淋系统的功能是排出安全壳内的热量，降低安全壳压力和温度以达到维持安全壳的完整性所能接受的水平。
此外，在设计基准事故后，一套喷淋系列的容量，再加上一个系列的高、低压安注能保证在24小时内将安全壳的峰值压力降至一半。
安全壳喷淋系统为一能动系统，它可单独，或与其他能动或非能动系统一起，在大量物质/能量释放到安全壳内后，控制安全壳内的大气温度和压力。
由于安全壳喷淋的主要工作机理是喷淋液滴与安全壳大气的充分接触，因此喷淋管网覆盖率是评价喷淋系统性能指标的一个重要参数。
在美国核管会标准审查大纲SRP第6.2.2和6.5.2节及RG1.70中就明确提出要确保喷淋集管和喷嘴产生的喷淋模式具有最大的被覆盖的安全壳容积，而且喷淋覆盖区域至少为安全壳容积的90%，因此进行安全壳喷淋管网覆盖率计算分析是设计工作的一项重要内容。
2、系统描述
典型的压水堆核电站安全壳喷淋系统由两套完全独立、互为备用的分系列组成。
每个系列各含一台泵和一个热交换器等设备。
在事故工况下，喷淋泵从安全壳内换料水箱吸水，向布置在安全壳半球顶下的环形喷淋管网供水，对总容积约47000m3的安全壳空间进行喷淋。
每个系列由不同标高和直径的三组喷淋环网组成，上面非均匀布置着216只不同倾角的喷嘴，以获得最大的喷淋覆盖区域。
喷淋泵及喷淋管网设计特性参数如下：
--喷淋泵
设计流量750m3/h
设计扬程160mH2O
设计温度127℃
--喷淋液成份
再循环地坑混合水
反应堆冷却剂系统管道喷放水
添加的碱性溶液
3、喷嘴特性
喷淋系统采用的标准喷嘴根据核安全2级，质保等级QA1进行设计、加工、试验和验收。
喷嘴特点为采用矩形槽结构的旋水芯，在设计流量和压差下，能够获得较好的实心圆锥形喷雾轨迹，即在具有较大的喷雾角的同时，又能得到较均匀的，略具双峰分布的液滴谱。
喷嘴垂直向下喷雾时，其高度方向上截面为均匀圆形；倾角在0°~90°范围内发生变化时，其高度方向上的截面为近似椭圆型。
4、喷嘴工艺布置
百万级核电站安全壳厂房内径40m，壁厚1.1m，总高62m(包括半球顶)。
厂房内设有两个喷淋系列，每个系列均含三组布置在不同标高的喷淋环网，两个系列共布置有432只各种不同倾角的喷嘴，以获得尽可能大的喷淋覆盖区域。
为力求获得最大的喷淋覆盖区域，喷嘴的工艺布置原则上希望采用较多的喷嘴数目以及较大横断面积的喷雾轨迹。
但增加喷嘴数目受到喷淋系统总流量的制约，改善喷雾轨迹受到喷嘴结构特性的限制。
因此，必须合理地布置和调整喷嘴在喷淋环网上的布置方位，倾角及高度，以保证整个安全壳截面上的充分覆盖，并最大限度地减小相邻喷嘴的喷淋重叠。
由于采用了半球顶，其容积远大于以往采用的拱顶，若仍采用过去的两层环网，两层之间靠近安全壳壁部分将会有较大容积无法喷淋到，达不到覆盖率大于90%的要求。
因此，在半球顶安全壳条件下，采用了三层喷淋环网，以保证安全壳容积的充分喷淋。
考虑到喷嘴的结构特性，在各种不同的倾角下，喷嘴3.5m以下喷雾轨迹的喷幅由于受到空气阻力的影响而逐步减少，可以保守地认为喷嘴3.5m以下的轨迹为恒定。
因此，如果工艺的合理布置使得安全壳横截面在喷嘴下方3.5m处被100%覆盖，则可认为安全壳容积在喷嘴下方3.5m以下均被充分喷淋，为安全壳容积达到90%的覆盖率打好基础。
由于喷淋系统在单一故障失效一个系列后，另一系列必须完成其设计的安全功能。
因此必须对A、B 两个系列进行工艺布置。
两个系列的喷淋环网具有其不同的特点。
A系列环网布置高度高，环径小，靠近安全壳中心，偏离安全壳壁；B系列环网布置高度低，环径大，偏离安全壳壁。
因此对A系列的布置要考虑安全壳外围的充分喷淋，在较短周长的环网上布置较多的喷嘴；对B系列的布置则要考虑避免安全壳中心部位的喷淋不足，以及安全壳壁上过多的冲刷而影响覆盖区域。
相对而言，B系列喷嘴由于环网标高低，覆盖容积少，因而对B系列喷嘴的布置要求更加苛刻。
经多次调整、修改后，两个系列喷嘴的工艺布置在喷嘴3.5m以下的横截面上能被100%覆盖。
通过采用0°，30°，45°，60°不同的倾角以及不同的半径和方位角，喷嘴的工艺布置在位置较低的B系列喷嘴以下3.5m的横截面上能被100%完全覆盖。
5、喷淋覆盖率计算
1）计算假定条件
a.安全壳运行平台，即标高18.00m以下容积不考虑（保守），喷淋管网下的环吊影响不考虑；
b.以较低标高的B系列为计算对象；
c.环喷嘴以下3.5m处截面被认为完全覆盖；
d.安全壳内直径40m，总高62m（包括半球顶）。
2）安全壳计算用容积
3）覆盖容积计算
a.安全壳截面上至少放置的略有重叠的圆锥体（0°倾角喷嘴，3.5m高）所占的体积V1：
安全壳内(R=20m)能放置5圈该类喷嘴投影圆(r=2m)，数目分别为：
6、结论
由于一个喷淋系列在安全壳内40m直径的横截面上至少可以放置80只略有重叠的0°喷嘴，而且设计中考虑了216只各种倾角，具有重叠度的喷嘴，这些喷嘴从出口至其下方3.5m内喷淋的总容积远大于80只略有重叠的垂直圆锥喷淋的总容积（即上述的容积V1），故本计算得出的总容积将是相当保守的，因此只要保证喷嘴3.5m以下的截面被完全覆盖，其安全壳喷淋总覆盖率至少大于91.37%，满足SRP提出的高于90%的覆盖率要求。
经过“安全壳喷淋覆盖率计算程序”验证，A,B两个系列单独工作时，其覆盖率分别达到97.7%和97.1%，达到设计要求。