国家标准项目《压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析》由 TC58(全国核能标准化技术委员会)归口,TC58SC2(全国核能标准化技术委员会辐射防护分会)执行 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 上海核工程研究设计院股份有限公司 、生态环境部核与辐射安全中心 、中国核动力研究设计院 、中广核研究院有限公司 、中国核电工程有限公司 、深圳中广核工程设计有限公司 。
| 13 环保、保健和安全 |
| 13.280 辐射防护 |
本文件主要规定了压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析适用的方法、计算范围、设计输入参数和结果分析的要求,适用于压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽分析。章节结构主要包括范围、规范性引用文件、术语和定义、堆腔辐射漏束屏蔽设计通用性要求、堆腔辐射漏束屏蔽设计计算方法要求、计算范围及输入数据要求、计算结果及不确定分析要求、附录A(给出了压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析示例介绍)、附录B(给出了蒙特卡罗输运计算减方差方法介绍)、附录C(给出了离散纵标-蒙特卡罗分段续算计算方法介绍)、附录D(给出了基于离散纵标产生减方差参数的蒙特卡罗输运计算方法介绍)、附录E(给出了计算方法的验证方法介绍)、附录F(给出了反应堆堆腔辐射漏束计算的不确定性分析方法介绍)。核心章节内容如下: 1.堆腔辐射漏束屏蔽设计通用性要求 明确了压水堆核电厂堆腔辐射漏束屏蔽设计及分析的通用性要求,包括:核电厂屏蔽设计中应结合反应堆堆芯设计、堆外设备及厂房结构设计、反应堆厂房屏蔽设计,根据粒子输运特性对由于堆腔辐射漏束导致的反应堆厂房内重要区域的辐射水平进行理论设计分析,分析区域应包括反应堆堆腔、反应堆厂房内人员可达区域、重要设备布置区域以及需要关注的特定区域;明确核电厂屏蔽设计需要考虑堆腔辐射漏束的设计阶段、工况;明确了屏蔽材料选取、贯穿漏束的考虑等通用性的要求。 附录A以CAP1400核电厂为例介绍了堆腔辐射漏束屏蔽设计分析的主要漏束途径及屏蔽设计的通用性考虑。 2. 计算方法和截面要求 2.1 压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析应采用当前较为成熟且经工程验证可用的屏蔽计算方法,并应证明该计算方法可适用于大尺寸复杂几何中子和光子耦合的输运计算,推荐可采用蒙特卡罗输运计算方法、离散纵标-蒙特卡罗耦合输运计算方法。 2.2 可采用蒙特卡罗输运计算方法进行压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析,应使用三维蒙特卡罗输运计算程序来计算,可采用适当的减方差技巧和方法,包括:基于蒙特卡罗通用减方差方法、基于蒙特卡罗面源续算的减方差方法、基于蒙特卡罗正向输运计算的减方差方法、基于蒙特卡罗共轭输运计算的减方差方法。 附录B以资料性附录的形式给出了蒙特卡罗输运计算减方差方法介绍 2.3可采用离散纵标-蒙特卡罗耦合输运计算方法进行压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析,可使用二维离散纵标程序-三维蒙特卡罗程序耦合或三维离散纵标程序-三维蒙特卡罗程序耦合,包括:离散纵标-蒙特卡罗分段续算计算方法及基于离散纵标产生减方差参数的蒙特卡罗输运计算方法等。明确了离散纵标-蒙特卡罗分段续算计算方法、基于离散纵标产生减方差参数的蒙特卡罗输运计算方法的计算要求,包括边界条件的选取、离散纵标方法计算参数(网格划分大小、离散方向数目、能群结构)、减方差参数(例如,权窗参数、源偏倚参数等)等。 附录C以资料性附录的形式给出了离散纵标-蒙特卡罗分段续算计算方法介绍。附录D以资料性附录的形式给出了基于离散纵标产生减方差参数的蒙特卡罗输运计算方法介绍。 2.4 截面要求 明确了反应堆堆腔辐射漏束计算所采用截面的要求,包括核评价数据库、多群截面库及应考虑截面数据变化情况或截面库制作过程中的不确定度等。 2.5 计算方法验证要求 明确了反应堆堆腔辐射漏束计算方法应通过与基准题或实际工程的测量和计算进行比较来确认。 附录E给以资料性附录的形式给出了计算方法的验证方法介绍。 3 计算范围及输入数据要求 3.1 计算范围 明确了压水堆核电厂堆腔辐射漏束屏蔽设计分析应评价影响目标区域的所有潜在堆腔辐射漏束途径的影响。需考虑的堆腔漏束途径包括但不限于:从压力容器泄漏到堆腔的中子和射线,经轴向泄漏至底部堆腔,进而沿底部堆腔房间通道泄漏至反应堆厂房其他区域经轴向泄漏至上部堆腔,经由压力容器顶盖区域与一次屏蔽墙之间间隙至换料腔,进而泄漏至反应堆厂房其他区域;经轴向泄漏至上部堆腔,经由一次屏蔽墙贯穿件(例如主管道贯穿一次屏蔽),进而泄漏至反应堆厂房其他区域。 3.2 输入数据要求 明确了压水堆核电厂堆腔辐射漏束屏蔽设计分析设计输入的要求,包括:应考虑的设备部件、几何结构简化近似要求、材料输入数据要求、堆芯放射源要求等。 4 计算结果及不确定分析要求 4.1 计算结果要求 明确了压水堆核电厂堆腔辐射漏束屏蔽设计分析计算结果处理的要求。 4.2 计算结果不确定分析要求 明确了反应堆堆腔辐射漏束辐射水平计算应选择适合的输运计算的方法,并正确估计计算结果的不确定性。不确定性分析包括以下三个方面:计算方法的不确定性分析、截面的不确定性分析,设计输入和计算模型的不确定性分析,计算结果处理的不确定性分析。 附录F以资料性附录的形式给出了反应堆堆腔辐射漏束计算的不确定性分析方法介绍。