三里岛核电事故卡阻的是不是安全阀?

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在之前的很多中文的文献中，当讲到安全阀的重要性时，常会提到三里岛核电事故中卡阻的“安全阀”。出于好奇，收集了些资料，讲下的自己的一点理解。

1.    美国NRC事故描述

首先某些原因导致二回路给水泵发生停运，并直接导致汽轮机停机。二回路无法带走一回路产生的热量造成一回路的温度压力逐渐升高。为控制压力，安装在稳压器顶部的pilot operated relief valve（PORV）开启（需要注意在稳压器的顶部安装有safty valve 图1）。正常情况该阀在压力降低到设定值后应及时关闭，但该阀出现了卡阻。在中控中心的显示仪表中该阀显示为关闭状态，所以相关人员一直没有采取相应的措施，导致一回路中的冷却液不断气化后从PORV中排出。岛内压力不断降低，一回路主泵为防止过大振动，自动停机，岛内温度继续升高。但设备中没有显示堆内冷却液水位的相关仪表，操作人员误判岛内液位仍处在较高水平并将紧急冷却注水操作放缓，进一步加重了堆芯升温，最终堆芯出现融化。

图1. 三里岛（TMI）核电厂设备简图

如上描述来自：

http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/3mile-isle.html

2.     关于pilot operated relief valve

基于NRC的描述，我们一直将该阀定义为先导式安全阀或先导式泄放阀，并将其归类于安全阀。因为在API520中将先导式安全阀称为pilot operated relief valve(PORV)图2，SEBIM也将自己的先导式稳压器安全阀称为pilot operated safety relief valve(POSRV)图3。同时国外也有一些相关人员认为PORV实际上和POSRV一样（PORV are also called pilot-operated safety valve (POSV), pilot-operated pressure relief valve (POPRV), or pilot-operated safety relief valve (POSRV), depending on the manufacturer and the application. 【From Wikipedia】PS:国外对这个概念好像也比较混乱）。

图2. API520中先导阀名称               

图3. SEBIM 稳压器先导

但查阅相关资料后发现此处的PORV归于安全阀一类好像不太对。实际上该阀在国外的很多资料中也称为power operated relief valve(PORV),其并不是我们常规意义上的稳压器安全阀，但其功能和原理均与先导式稳压器安全阀一致，但更像电磁泄放阀。（国外的资料中也有人认为pilot operated relief valve实际上是power operated relief valve的一种）

后查找发现三里岛核电站中出现卡阻的PORV为DRESSER生产的31533VX，现阶段该阀仍能在DRESSER样本中找到，但样本中没有给出具体的内部结构。一份事故报告中显示的卡阻PORV为图5所示结构，但图不太清楚，没有太多信息，但应该就是31533VX.


图4. Dresser 31533VX                       


图5. TMI-2 事故中使用PORV结构示意

综上，个人认为三里岛卡阻的阀不应该归类于安全阀。介于其功能及结构与安全阀的相似性，1979年后，在稳压器安全阀设计过程中，特别是先导式稳压器设计过程中都会考虑安全阀或泄放阀卡阻可能导致的LOCA事故。
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厉害

楼主好厉害啊，讲的这么详细，我也学习了，之前对这一点都不太懂