百万级安全壳喷淋系统
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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。
“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。
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。
压水堆核电厂安全壳喷淋系统设计准则一、概述1.1 压水堆核电厂安全壳喷淋系统是核电厂重要的安全辅助系统,主要用于在核电厂发生事故时,对安全壳进行冷却和抑制放射性物质的扩散。
1.2 本文将就压水堆核电厂安全壳喷淋系统的设计准则进行深入探讨,旨在提高核电厂的安全性和应急响应能力。
二、设计准则2.1 喷淋系统需满足核电厂防火要求,采用可靠的防火泵进行供水,确保系统稳定可靠运行。
2.2 喷淋系统应根据安全壳的结构和特点进行合理设计,确保喷淋水能够覆盖到所有需要冷却的区域,防止核电厂事故导致的热辐射和放射性物质扩散。
2.3 喷淋系统的设计应充分考虑供水水源的稳定性和可靠性,保证在突发事件发生时能够及时供水进行冷却和抑制。
三、设计要点3.1 喷淋系统的设计要点包括喷头布置、供水管网的设置和防火泵的选型。
3.2 喷头布置应根据安全壳的结构和布局进行合理设置,确保整个安全壳能够被覆盖到,防止局部温度过高和热辐射扩散。
3.3 供水管网的设置应考虑水源的位置和供水管道的布局,保证喷淋系统能够快速、稳定地供水,并且要考虑使用防火泵进行水源供给。
3.4 防火泵的选型要根据核电厂的实际情况进行选择,包括流量、扬程、可靠性等指标,确保防火泵能够在发生事故时快速、稳定地供水。
四、设计考虑4.1 在设计喷淋系统时,应考虑核电厂事故可能导致的高温、高压和冷却需求,确保喷淋系统能够满足各种特殊情况下的需求。
4.2 考虑到核电厂的特殊环境,喷淋系统的设计应考虑防爆、耐高温、耐腐蚀等特性,选择合适的材料和设备。
4.3 喷淋系统的设计还应考虑到系统的自动化控制和监测,确保在发生事故时能够自动启动,并且能够实时监测系统的运行状态,及时发现和排除故障。
五、总结5.1 压水堆核电厂安全壳喷淋系统的设计是核电厂安全的重要组成部分,设计准则的严谨和细致对核电厂的安全运行具有重要意义。
5.2 喷淋系统的设计要点和设计考虑是确保系统稳定可靠运行的关键,必须充分考虑核电厂的特殊环境和事故情况,确保喷淋系统能够在发生事故时发挥应有的作用。
核安全工程师-核安全案例分析反应堆工程案例[问答题]1.某压水堆核电厂在满功率运行。
突然,主控室出现安全壳放射性超标报警信号。
操纵员经检查、核实系一回路小破口事故。
根据应急计(江南博哥)划及应急行动水平,值长宣布进入厂房应急状态并立即向厂应急总指挥报告,营运单位应急组织启动。
半小时后,破口进一步扩大,喷淋系统故障不能投入,安全壳内压力迅速上升至接近设计压力。
技术支持组分析判断,已有部分燃料元件破损,预测两小时后需对安全壳采取过滤排放措施,以防止安全壳超压失效。
问题:(1)此时是否需改变应急状态?如需改变,应按什么程序执行?(2)此时应向地方政府应急组织提出什么建议?(3)核电厂营运单位此时应采取哪些应急措施?正确答案:(1)应改变应急状态,首先核电厂应急总指挥应宣布进入场区应急状态。
(2)同时向地方政府应急组织报告事故现状及对事故发展的预测,建议进入场外应急状态。
建议地方政府考虑适时采取保护公众措施(撤离、隐蔽、服用碘片、交通管制等)。
(3)营运单位应采取的措施:①应急组织全面启动;②采取一切必要和可能的措施,保护反应堆安全及安全壳的完整性;③发布场区应急报警信号;④场区人员服用碘片并开始撤离场区非应急人员;⑤实施场区出入口控制;⑥开展应急监测;⑦评估事故发展及环境后果。
[问答题]2.某试验堆燃料元件损坏事故某试验堆进行一项材料辐照考验。
在考验试验的过程中,水质逐渐变差,甚至达到严重恶化的程度,继而发生运行的不稳定。
但如果根据水质极度恶化就停堆处理,则较长时间的考验就会前功尽弃,经济损失也较大。
考虑到试验已接近尾声,为了不影响进度,在侥幸心理的指使下继续冒险运行。
结果发生了因流道不畅导致燃料元件损坏事故,造成放射性物质外泄,事故处理发生额外的集体剂量,经济上也有很大损失。
问题:(1)事故的直接原因和根本原因是什么?(2)此事故应属INES几级?正确答案:(1)直接原因:水质变坏,流道不畅,继续运行致使元件过热损坏。
§1.3.2 安全壳喷淋系统 EAS一、概述安全壳喷淋系统(EAS)是压水堆核电厂专设安全设施之一。
当压水堆发生严重事故时,它可使安全壳降温和降低压力,以确保最后一道屏障—安全壳的完整性。
二、系统功能主要功能:在一回路失水或安全壳内主蒸汽管道破裂的事故工况下,使安全壳内的温度和压力保持在可承受值内,以保证安全壳的完整性。
辅助功能:(1)带走在主回路失水事故时散布在安全壳内的气载裂变产物(尤其是碘)。
(2)扑灭反应堆冷停堆时安全壳发生的火灾。
(当其它灭火方法失灵时)(3)在冷停堆时,如果换料水箱内温度高于40℃,该系统可将换料水箱内介质冷却。
(4)发生LOCA后约15天,如果低压安注泵失效,可利用H4规程使用EAS 系统EAS系统还用来疏导堆芯余热,它是专设安全设施中唯一带有冷源的系统。
三、系统描述系统的设置是冗余的,由两个系列A、B组成,采用两个系列供电(即EAS001PO由LHA供电,EAS002PO由LHB供电等),并且两个系列的设备进行了实体(物理)隔离,但有部分共用设备。
每一个喷淋系列包含一个地坑、一台喷淋泵、一台化学添加剂喷射器、一台热交换器、位于安全壳拱顶下的两组喷淋集管及有关的阀门、管道、仪表等。
每个系列设置有两个关联的安全壳隔离阀,以便当其中一个阀门损坏时,该系列的喷淋功能仍能保证。
这样设计的目的是为了满足单一故障准则要求,从而确保喷淋系统的安全功能。
1、系统的部分参数(1)喷淋水质(2)喷淋泵(3)喷淋热交换器(4)化学药剂添加箱(5)喷淋管及喷头安全壳是一个带有拱顶的预应力混凝土的圆筒形构筑物,它的内表面有一层金属衬板。
安全壳能承受的温度136 ℃,压力是5.025 bar.a四条环形喷淋管(每个系列两条)以堆厂房中心线为中心固定在安全壳的拱顶上,共有506只喷头,两个系列的喷头数分别为252和254只。
喷出水滴平均直径为0.27 mm。
在布置和定位时已考虑了每一系列能覆盖安全壳内的全部面积。
消防喷淋系统消防喷淋系统是一种常见的消防设备,用于灭火和控制火灾的蔓延。
它通过喷洒水雾或者水流来降低火势、冷却燃烧物质,并减少烟雾和有害气体的产生。
消防喷淋系统通常由喷淋头、水源、管道系统、水泵和控制系统等组成。
1. 喷淋头:喷淋头是消防喷淋系统的核心部件,用于喷洒水雾或者水流。
它通常安装在建造物的天花板上,根据需要可以调整喷淋角度和喷淋范围。
喷淋头的数量和布局应根据建造物的使用情况和火灾风险评估来确定。
2. 水源:消防喷淋系统的水源可以是自来水系统、水箱或者消防水泵。
自来水系统是最常见的水源,可以通过管道供水。
水箱通常安装在建造物内部或者外部,用于储存大量的水。
消防水泵可以提供额外的水压,确保喷淋系统的正常运行。
3. 管道系统:消防喷淋系统的管道系统负责输送水源到喷淋头。
管道应选用耐腐蚀、耐高温的材料,如不锈钢或者镀锌钢管。
管道的布局应考虑到建造物的结构和火灾风险,确保喷淋头能够覆盖到每一个区域。
4. 水泵:消防水泵用于提供足够的水压和流量,确保喷淋系统能够有效灭火。
水泵应具备自动启动和住手功能,并与控制系统联动。
水泵的选型应根据建造物的需求和水源的供应能力来确定。
5. 控制系统:消防喷淋系统的控制系统用于监测火灾并触发喷淋系统的工作。
它通常包括火灾报警系统、控制面板和电气元件。
火灾报警系统可以通过烟雾探测器、温度传感器等监测火灾的发生,并向控制面板发送信号。
控制面板根据接收到的信号,控制水泵启动、喷淋头开启,并可以通过声光报警装置提醒人员疏散。
消防喷淋系统的设计和安装应符合相关的国家标准和建造法规。
在设计过程中,需要考虑建造物的用途、火灾风险评估、人员疏散通道等因素。
安装过程中,需要确保喷淋头的布局合理、管道系统的连接坚固,并进行水压测试和系统调试。
定期的维护和检查对于保证消防喷淋系统的正常运行至关重要,包括定期清洁喷淋头、检查水源和水泵的状态、测试控制系统的功能等。
总之,消防喷淋系统是一种重要的消防设备,可以在火灾发生时迅速控制火势,保护人员和财产的安全。
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。