[发明专利]基于堆芯熔融物喷射的压力容器完整性分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于堆芯熔融物喷射的压力容器完整性分析方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质，属于压水反应堆严重事故技术领域。本发明通充分考虑到在熔融物向下封头喷射的全过程中，熔融物与压力容器壁面之间材料的状态、物性和形态根据熔融喷射物初始状态和进程时间而发生的改变，综合分析堆芯熔融物向下封头喷射对压力容器完整性的影响，提高了对压力容器完整性判断的准确性，及时发现压力容器的损坏情况，避免对安全壳和环境造成重大影响。解决了现有技术中存在“无法准确获取熔融物对压力容器壁面的侵蚀速率，从而影响对压力容器完整性的判断”的问题。

技术领域

本申请涉及压水反应堆严重事故技术领域，特别是涉及基于堆芯熔融物喷射的压力容器完整性分析方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提到了与本申请相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

严重事故下堆芯发生损毁，堆芯熔融物向下封头处发生迁移。此时压力容器下封头受到高温高压作用，可能会破坏压力容器完整性。一旦压力容器的完整性被破坏，将直接导致熔融物和放射性产物泄露至安全壳中，对安全壳甚至环境造成极大的威胁。

目前针对压力容器完整性的评估方法多基于热负荷失效准则或蠕变失效准则。前者重点分析堆芯熔融池结构状态，通过判断压力容器下封头处的热流密度是否超过临界热流密度实现评估；后者关注压力容器下封头在高温高压作用下经过一段时间积累后造成的蠕变损伤。

实际上，除了以上两种现象会造成压力容器失效外，当熔融物向下封头迁移时，它可能穿过下封头处的水以熔融物碎片的形式喷射至下封头底部，与压力容器内壁面接触产生强烈热冲击，令压力容器壁面材料发生熔化，壁面厚度减小，从而导致压力容器的完整性被破坏。因此，为提高压力容器完整性评估的全面性，基于堆芯熔融物喷射现象建立一套评估压力容器完整性的分析方法及系统是非常有必要的。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本申请提供了一种基于堆芯熔融物喷射的压力容器完整性分析方法、系统、电子设备和计算机可读存储介质，全面实时动态的对堆芯熔融物向下封头喷射的过程进行评估，综合分析堆芯熔融物向下封头喷射对压力容器完整性的影响，提升了压力容器完整性判断的准确性。

第一方面，本申请提供了一种基于堆芯熔融物喷射的压力容器完整性分析方法；

一种基于堆芯熔融物喷射的压力容器完整性分析方法，包括如下步骤：

S1、获取熔融物喷射参数、压力容器壁面温度和相关热物性参数，其中，熔融物喷射参数包括堆芯熔融物喷射温度、堆芯熔融物喷射直径和堆芯熔融物喷射速度，相关热物性参数包括熔融物和压力容器壁面材料的热物性；

S2、根据堆芯熔融物和压力容器下封头壁面之间的传热机理，构建传热方程，计算压力容器壁面厚度侵蚀速率；

S3、根据压力容器壁面厚度侵蚀速率和时间步长，更新压力容器壁面厚度；

S4、根据压力容器壁面厚度，判断压力容器的完整性；若压力容器的完整性被破坏，则结束分析；若压力容器的完整性未被破坏，则执行步骤S5；

S5、根据堆芯熔融物喷射温度和堆芯熔融物喷射速度，判断熔融物喷射过程是否结束；若结束，则结束分析；若未结束，则返回步骤S1推进至下一时间步长的分析。

进一步的，所述根据压力容器壁面厚度，判断压力容器的完整性的具体步骤包括：

根据下封头壁面处需承载的负荷应力，获取压力容器壁厚最小限值；

将压力容器壁厚最小限值与实时的压力容器壁面厚度比较，判断压力容器的完整性。