ICS 27.120.10 F 65 备案号：36056—2012 NB 中华人民共和国能源行业标准 NB/T201312012 代替EJ/T816-1994 压水堆核电厂广应急堆芯冷却地坑设计准则 Design criteria for emergency core cooling sump of pressurized water reactors nuclear power plants 2012-01-06发布 2012-04-06实施 发布 国家能源局 NB/T20131---2012 目 次 前言 II 范围 1 术语和定义 2 3 功能。 设计范围. 设计准则. 5 6 设计要求， 3 6.1安注泵和安喷泵净正吸入压头 3 6.2碎渣源项及产生 6.3碎渣传递 6.4碎渣累积和压降 附录A（资料性附录） 压水堆核电厂应急堆芯冷却水源审查准则 NB/T20131—2012 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替EJ/T816—94《压水堆核电厂应急堆芯冷却地坑设计准则》。与EJ/T816--94相比，主 要技术变化如下： a）增加术语“净正吸入压头”、“影响区”、“薄层效应”； b）增加第4章“设计范围”； c）修改设计准则： 对原设计准则中部分内容增加说明； 增加设计准则“5.4应急堆芯冷却地坑附近的地板可考患从地坑向外逐渐形成向下的坡 度。此设计对于楼层上碎渣传输的影响需进行评估，以确定到达地坑滤网的碎渣量减少的 可能性”； 删除原设计准则中的在役检查要求。 d）全面修改“设计要求” e）增加附录A“应急堆芯冷却水源审查准则”，整理附图、附表等。 本标准由能源行业核电标准化技术委员会提出。 本标准由核工业标准化研究所归口。 本标准起草单位：中国核电工程有限公司。 本标准主要起草人：张卫、朱京梅、曲昌明、王晓江。 II NB/T20131—2012 压水堆核电厂应急堆芯冷却地坑设计准则 1范围 本标准规定了压水堆核电厂在发生失水事故后用做长期再循环冷却水源用的安全壳地坑的设计原 则和要求。 本标准适用于二代改进型压水堆核电厂应急堆芯冷却地坑的设计，其它类型核电厂参考使用。 2术语和定义 2. 1 应急堆芯冷却地坑EmergencyCoreCoolingSump 用于在核电厂发生失水事故后收集反应堆冷却剂和化学喷淋溶液的安全壳地坑，其与应急堆芯冷却 系统中的安全注入泵（安注泵）再循环吸入管线相接，可提供冷却堆芯的不间断循环水源，也可与安全 壳喷淋泵（安喷泵）再循环吸入管线相接以提供冷却安全壳内大气的水源 2. 2 碎渣Debris 核电厂发生失水事故后，由于流体喷射力的作用使保温材料、涂漆等受到破坏后产生的破碎固体产 物。 2. 3 净正吸入压头NetPositiveSuctionHead 泵进口处单位质量液体具有的能量超过汽化压力水头的富余能量， 2. 4 影响区ZoneofInfluence 事故破口周围的球形区域。该区域内，破口喷射压力大于或等于保温材料、涂漆等其它受破口喷射 流影响材料的破坏压力。 2. 5 薄层效应Thinbedsffect 当滤网表面形成3.175mm厚的纤维层时，大量颗粒类碎渣的累计将导致产生显著压降的现象。 3功能 在发生失水事故后，应急堆芯冷却地坑用来收集反应堆冷却剂和化学喷淋溶液，使其作为应急堆芯 冷却系统和安全壳喷淋系统长期再循环用冷却水源，用来排出反应堆余热、完成应急堆芯冷却以及净化 安全壳中的大气。 4·设计范围 压水堆核电厂应急堆芯冷却地坑的设计范围至少包括： 1 NB/T 20131—2012 影响地坑滤网性能的碎渣源项分析，包括碎渣产生、碎渣传递分析、碎渣压降评估等内容； a) b) 应急堆芯冷却地坑坑口的尺寸、结构及布置设计等； 地坑滤网设计，包括地坑滤网的结构设计、过滤面积确定、滤网强度计算、滤网压降计算及试 验验证等内容； d）事故后可用水源的分析。 5设计准则 5.1应至少设置两列地坑，每列应具有足够的容量为应急堆芯冷却系统和安全壳喷淋系统余系列中 的一列提供水源。在计算地坑中用于评估事故后的次临界度和停堆深度的硼浓度时应考虑地坑间的水源 分布和安全壳喷淋的分布。 5.2余的地坑之间、地坑与高能管道系统之间应使用结构屏障进行实体隔离，以避免失水事故产生 的破坏、主蒸汽或主给水管道破裂（如在设计基准中考虑）导致的管道甩击、高速水流或蒸汽的喷射对 地坑设备（如碎渣栅栏、地坑滤网和地坑出口）的损坏。 5.3地坑应设置在安全壳内标高最低的楼层（反应堆压力容器堆坑除外），从而能够汇集足够的水量， 有足够的池水深度和足够的空间便于设置要求面积的地坑滤网。地坑出口应通过适当的导向（如至少两 个竖直的或接近竖直的）碎渣栅栏（一个细的内部碎渣滤网和一个粗的外部碎渣栅栏）进行保护，以避 免大碎片到达碎渣滤网。在碎渣棚栏上游应设置围栏，避免高密度的碎渣沿楼层被扫入地坑。围栏的高 度应与池内水的流速相适应，防止碎渣越过围栏。地坑简图见图1。 5.4应急堆芯冷却地坑附近的地板可考虑从地坑向外逐渐形成向下的坡度。此设计对于楼层上碎渣传 输的影响需进行评估，以确定到达地坑滤网的碎渣量减少的可能性。 5.5安全壳上部区域的所有疏排水均应避免可能携带碎渣的水流直接冲击碎渣栅栏或排放在地坑附 近。连接有潜在破口位置的隔间和应急堆芯冷却地坑的疏排通道或其它狭窄流道的设计应确保其不会被 碎渣堵塞：此设计是为确保足够的净正吸入压头裕量所需要的水不被滞留或旁通地坑。 5.6碎渣栅栏的强度应足以保护碎渣滤网不会由于飞射物和大块碎渣的冲击而损坏。碎渣栅栏和地坑 滤网应能承受扩张喷射流、飞射物、碎渣累积以及设计基准流量工况下失水事故后堵塞引起的压差所产 生的荷载。在评估潜在的扩张喷射流和飞射物的影响时，应证明由周围结构提供的对碎渣栅栏和地坑滤 网的保护是足够的，或证明碎渣栅栏和地坑滤网与潜在的高能管道破口处是足够远的。 5.7与整体地坑设计和功能要求相一致，碎渣栅栏结构的顶部应是一块实体盖板，此盖板应设计成在 失水事故后和应急堆芯冷却注入完成后完全浸没在水中。盖板用于保护碎渣栅栏不受失水事故所产生荷 载的破坏。设计还应能使聚集在盖板下的气体排出 5.8碎渣栅栏的设计应能承受失水事故后极限停堆地震动作用所引起的惯性力和水力影响而不丧失其 结构完整性。 故工况期间化学喷淋液引起的化学腐蚀和应力腐蚀的不利影响具有低的敏感性。 5.10碎渣栅栏应设置人孔，以便于对碎渣滤网结构、防涡流装置和地坑出口进行检查。 5.11地坑滤网的设计（即尺寸、形状）选择应在要求应急堆芯冷却系统运行以维持长期冷却时避免由 于碎渣堵塞引起的净正吸入压头损失造成的不利影响。 5.12应评估碎渣堵塞引起地坑滤网下游流量受限的可能性，以确保足够的长期再循环冷却、安全壳冷 却和安全壳压力控制的能力。地坑碎渣滤网开口尺寸的确定应考虑应急堆芯冷却地坑所服务的系统流量 限制。应考虑细长碎片轴向通过地坑滤网然后再流动并堵塞下游限流孔板或流量调节设备的可能性， 5.13应考虑碎渣在下游位置的累积，如：安全壳喷淋管嘴孔径、高压安全注入节流阀、堆芯燃料组件 冷却剂的流通通道、燃料组件入口碎渣滤网、安注泵及安喷泵的轴封、轴承和叶轮的旋转间隙。 2 NB/T 20131---2012 5.14安注泵和安喷泵吸入口应设计为可避免由于吸入空气和其它不利的水力影响（如，循环流动方式、 高的吸入压头损失）造成泵的性能降低。 5.15应考虑采取措施保持一定比例的滤网免受碎渣影响。滤网的设计应从结构上考虑增加总的过滤面 积，同时有利于避免出现薄层效应相应的工况。对于任何特殊的应用，此类设计的性能特点和有效性都 应有各种详细的试验数据来支持。 6设计要求 6.1安注泵和安喷泵净正吸入压头 6.1.1应急堆芯冷却系统及安全壳喷淋系统的设计应使得系统的泵具有足够有效净正吸入压头，假设： a）泵送流体的预期温度最大； b）假想失水事故之前的安全壳压力不会升高（见6.1.2）。 地坑池水温度小于100℃时，保守假设安全壳压力等于地坑水汽化压为。此假设可确保不考虑瞬态 过程中的安全壳增压。 对负压安全壳，此规定应在注入阶段终止后应用。在注入阶段终止之前，净正吸入压头的分析应包 括保守预测作为时间函数的安全壳的大气压为和地坑水温。 6.1.2对于某些设计不可改变的在役压水堆核电厂，可能不满足6.1.1的假设。这种情况下，在确定 有效净正吸入压头时不应包括额外的安全壳压力，而是有必要消除泵的汽蚀。计算以时间为函数的有效 安全壳压力和地坑水温以确定这种情况下的有效净正吸入压头时，应 a）低估预期的安全壳压力； b）高估地坑水温。 6.1.3对于某些设计不可改变的在役压水堆核电厂，如果确认安注泵或安喷泵会汽蚀运行，应伴随泵 的试验后检查进行原型泵的试验以证明泵的性能不会降低且泵能持续满足按全分析中假设的所有性能 准则。安全分析中假设泵在汽蚀时可运行的时间应不长于已被证明的泵性能试验中可满足其性能要求的 持续时间。 6.1.4在确定水温时应考虑在事故发生后产生的衰变热和余热相关数据应根据各核电厂的事故分析 结果确定。 6.1.5在确定安注泵的有效净正吸入压头和必需净正吸入压头乏间的裕量时，要考虑管路的布置、设 备的位差以及地坑处吸入口的连接形式和结构特点，并要有足够的裕度。 6.1.6在计算有效净正吸入压头时，应尽量减小泵吸入口之上的水位（即安全壳楼层水位）。计算安 全壳楼层水位时，不考虑以下水量： a）不会进入地坑池的水量（如蒸汽、楼层和换料输送通道积聚水、喷淋滴液和其它落洒的水等）。 b