堆芯应急排盐系统作为熔盐堆特有的安全系统,具有排盐和余热排出功能,为熔盐堆提供了一种紧急停堆方式。为定量化分析堆芯应急排盐系统的可靠性,以美国橡树岭实验室的熔盐实验堆(Molten Salt Reactor Experiment,MSRE)为研究对象,使用概率安全分析软件RiskSpectrum建立和计算MSRE堆芯应急排盐系统故障树,得到系统失效概率为5.62×10^(-4),并进行最小割集分析和重要度分析,识别出影响系统失效的关键因素是外套管泄漏失效、控制冷冻阀冷却气的电磁阀共因失效和气动阀共因失效。通过套管换热元件中减少使用焊缝连接,以及采用不同类型部件控制冷冻阀冷却气,可明显降低系统失效概率。分析结果为液态熔盐堆应急排盐系统工程应用研究提供参考。
利用修改后的适用于固态熔盐堆的RELAP5/MOD4.0系统分析程序,对固态熔盐堆全厂断电ATWS(Anticipated Transient Without Scram)事故进行了分析。主回路系统进行了合理简化建模,模拟系统在全厂断电ATWS事故时非能动余热排出系统有效与否两种情况下的瞬态响应过程。分析结果表明:非能动余热排出系统在全厂断电ATWS事故初期作用不明显,但长期作用较明显,投入使用后最终将使堆芯温度和主冷却剂温度达到稳定;对于固态熔盐堆来说,即使非能动余热排出系统失效,燃料元件温度上升也很缓慢,给人员干预采取必要措施提供了超过20天的宽限时间。分析结果表明了固态熔盐堆在应对极端事件时具有高的安全性。
