现有的DNB经验关系式是基于多棒束试验基础上得出的。考虑到包括轴向和径向功率峰因子、棒束功率、入口质量流速、入口温度、压力、棒束和格架的几何形状、格架位置和DNB位置等影响因素。将这些参数输入子通道分析程序中,用于确定发生DNB位置的局部条件(质量流速、焓、压力、干度、空泡份额)。这些量与已知的DNB热流密度一起,以及所提出的DNB关系式的函数形式,被用来评估关系式参数。适当的关系式常数通常由回归分析确定。然后,通过将计算的子通道条件代入关系式,将计算的DNB热流密度除以实验测量的热流密度,将得到每个数据点的DNBR值。对收集的DNBR值进行统计分析,以确定DNBR的平均值μ(R)和标准差s。
现代反应堆的设计要求设置最小允许的DNBR值Rmin,要求在R>Rmin时,有95%的概率不会出现DNB现象。为了建立这个准则,我们需要一个符合DNBR数据特性的概率分布函数。目前主要的关系式都是从满足倒正态分布的数据中得到的。因此,正态分布1/Rmin的公差极限为
式中 (1/R)——(1/R)的平均值;
s——(1/R)数据的标准差;(www.daowen.com)
k——在95%置信度下概率为95%的置信参数,则最小DNBR为对于大样本数,k值接近于1.645时能保证单边95%的概率。Rmin的值随关系式的变化很大。对于W-3公式,Rmin=1.3;而对于WRB-1公式,则为Rmin=1.17。
如果一个反应堆在DNBR为1.17下运行,这并不一定意味着在DNB实际发生之前,功率可以增加17%。因为随着功率增加,局部焓和干度也随之增加,从而降低了大多数关系式(如W-3或WRB-l公式)所预测的临界热流密度。因此,临界功率比(CPR)将小于DNBR。然而,对于DNB公式来说,例如EPRI关系式[式(4-93)],情况并非如此,其分母形式为[C+(xcxin)/q″],其中q″是测量的热流密度。该关系式表明DNBR几乎随功率水平不变。因此,要求WRB-1关系式的最小DNBR为1.17,这意味着最小CPR为1.07,因此,DNB关系式不确定度的允许值仅要求功率低于DNB功率的7%即可。然而,式(4-93)为1.17的DNBR意味着CPR=1.17,因此,DNB关系式不确定度的允许值要求功率至少比DNB时的功率低17%。在假设的条件下,WRB-1提供了更大的运行安全裕度。因此,最好使用CPR统计来比较各种关系式的准确性。然而,使用DNBR值进行核电厂安全评估要方便得多,因为这些值是在反应堆功率下确定的,而CPR计算需要获得临界功率水平。
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