认证级LOCA分析程序验证及其三维效应的研究

摘要

认证级LOCA分析是核电厂设计和安全分析的重要内容之一。有关法规规定保守性分析和最佳估算加不确定性分析的评估方法均可用于核电厂认证级LOCA分析。本文采用目前较现实的技术路线，对基于先进最佳估算程序平台+保守评价模型方法开发的有关认证级LOCA分析工具的保守性，进行了分离与整体试验的评价与验证，并结合有关整体试验装置，研究探讨了以先进最佳估算程序平台进行LOCA分析的三维效应。主要研究内容包括： ㈠在介绍先进最佳估算程序平台和10CFR50.46附录K推荐的保守评价模型的基础上，结合相关分离试验结果，对基于先进最佳估算程序平台+保守评价模型方法开发的有关认证级LOCA分析工具进行了详细的保守性验证；同时针对LOFT试验装置及其大破口失水事故的L2-5试验数据，对该LOCA分析程序的保守性进行了初步的整体试验验证。整体试验验证与分析结果表明，该LOCA分析工具的一维计算既可合理地模拟整个大破口失水事故的进程与趋势，同时也能满足认证级LOCA分析相关法规要求的保守性。 ㈡利用分析工具的三维功能，建立了LOFT装置压力容器环形下降通道的三维模型。基于LOFT L2-5试验的一维与三维计算结果比较，初步分析了有关三维效应及其对ECC旁通等应急堆芯冷却过程以及燃料包壳峰值温度（PCT）的影响。同时，对环形下降通道不同三维控制体划分方案进行了初步敏感性分析，提出了对控制体各方向划分进行优化来合理反映三维效应的建议。文章认为，三维模型的应用为LOCA分析方法的发展，进一步挖掘LOCA分析中热工裕量提供了一种可能性，但要被接受用于认证级LOCA分析，仍需进行大量的评价、验证和分析研究。