根據(jù)設計和實驗得出的結論,堆芯熔融物壓力容器內(nèi)保持策略的壓力容器內(nèi)注水冷卻能夠?qū)崿F(xiàn)對堆芯的暫時冷卻,而嚴重事故工況下主冷卻劑系統(tǒng)可能存在的破口、堆芯補水箱、安注箱、IRWST
以及四級 ADS 自動卸壓閥的存在,能夠在較短時間內(nèi)實現(xiàn)對堆腔的淹沒。能夠確保在堆芯熔融物落在底封頭上重置之前,保溫層和反應堆壓力容器被淹沒。
進入保溫層的水來自于安全殼內(nèi)換料水箱,其初始最高溫度為
49℃。在開始淹沒堆腔的時候,因為壓力容器內(nèi)注水冷卻功能,壓力容器底封頭并不存在熔融碎片,僅可能存在被冷卻的硬殼碎片。因此,壓力容器壁不存在除了壓力容器壁金屬之外的熱負荷,不會因為熱力沖擊導致壓力沖擊(即蒸汽爆炸)。
而對于壓力容器壁金屬的熱負荷,ULPU試驗證明堆芯熔融物壓力容器內(nèi)保持策略能夠順利帶走其中的熱量,熱流密度不會超過臨界熱流密度。因此,不會因為蒸汽含量的突然增加產(chǎn)生背壓導致進水口門關閉。
對于浮力門的底卸式設置,還需要考慮堆腔內(nèi)的水剛剛進入進水口的時候,可能產(chǎn)生漩渦,會否對浮力門產(chǎn)生影響導致其關閉或者打開的角度不夠,影響進水。流經(jīng)所有四個門的總流量將達到每分鐘15000
加侖,而每個門自身產(chǎn)生的浮力大于50磅。如此大的水流和浮力足夠保持門處于開啟狀態(tài)。
設計要求進水口提供的最小水流截面積不小于6平方英寸,而4個門提供的面積超過設計面積要求的 33%.因此,即使因為漩渦導致一個門關閉或者每個門關閉 46°仍然能夠保證提供足夠的流道。
因為進水口組件的大的流量以及浮力門自身的浮力存在,漩渦只可能對進水口的門的位置產(chǎn)生輕微的或者暫時的影響,但遠遠不會影響堆芯熔融物壓力容器內(nèi)保持策略的性能。
為了將通過NRC審評認可的AP600的IVR推廣到AP1000中使用,加利福尼亞圣巴巴拉大學與西屋電氣的工程師合作開發(fā)了ULPU-Ⅴ裝置模擬AP1000IVR的幾何形狀,通過多次試驗,確定了優(yōu)化的堆腔流量通道,證明了增加保溫層的
IVR 設計能夠顯著提高反應堆壓力容器外壁面的臨界熱流密度。西屋公司在設計過程中對 AP1000 IVR
進水口和排汽口的設計變更優(yōu)化了傳熱效果,為原有的試驗結論包絡。堆腔進水口浮力門的設計是有效地,能夠保證事故情況下,不會因為保溫層與壓力容器之間的環(huán)形區(qū)域的產(chǎn)生背壓而關閉,也不會因為流體產(chǎn)生的漩渦而影響門的開啟狀態(tài)進而影響
IVR 的實現(xiàn)。對于將蒸汽排出口由蓋子換為鉸鏈門,能夠降低 IVR水和蒸汽流道的阻力,增大最大流量率,使 IVR 的性能高于ULPU-V
實驗中觀察到的數(shù)值。這兩個設計變更是合理的。