RTDP和MSG方法比较研究

偏离泡核沸腾比(DNBR)设计限值是反应堆安全分析的基础,合理的计算方法有助于发掘更多的安全裕量。本文对比分析了核电站设计中常采用的RTDP和MSG方法,介绍了方法原理和计算流程,并以广东岭澳一期核电站为例,分别进行了DNBR设计限值计算。结果表明:虽然两种方法的原理不同,但在相同的工况和统计学输入参数条件下,DNBR设计限值相近,设计中可根据具体应用需求进行选择。     

统计法及其在堆芯热工水力设计中的应用

在堆芯热工水力设计中,传统的确定论法把各种不利因素按最不利方向考虑,所得结果偏保守.全统计法(MSG)将电站系统参数不确定性、热通道因子不确定性和DNB关系式的不确定性进行统计处理,根据每个参数的名义值和际准偏差以及它的分布规律,进行蒙特卡罗抽样,对每个随机工况进行DNBR计算,最后得到DNBR设计准则.这种方法可以获得更多的可利用裕量.本文介绍了全统计法,并给出了该方法在大亚湾核电站中的应用实例.     

部分参数统计方法在30万kW核电厂应用的初步研究

偏离泡核沸腾(DNB)设计基准是反应堆热工水力设计中的重要基准之一,为评价该设计基准是否满足热工水力设计要求,需确定堆芯偏离泡核沸腾比(DNBR)设计限值。本文研究了使用统计学方法确定不确定性的部分参数统计方法原理,并应用该方法和堆芯子通道分析程序对30万kW核电厂DNBR设计限值进行计算。计算结果表明,反应堆冷却剂流量全部丧失事故最小DNBR分析采用部分参数统计较STDP额外获得了约5%的裕量。本文结果为DNBR设计基准的验证提供了关键判据。     

先进压水堆非能动余热排出技术试验研究

总结了中国核动力研究设计院空泡物理和自然循环国家级重点实验室10年来开展的先进压水反应堆非能动余热排出技术试验研究和专用程序开发研究，提出了下一步开展相关工程研究的建议。     

非参数统计方法在DNBR限值计算中的应用

非参数统计方法是一种不依赖某种特定分布的统计推断方法,它通过抽样计算得到总体在一定概率水平和置信度下的容许限。DNBR裕量是核电站设计中的重要参数,能够反映核电站的安全水平。本文应用基于Wilks公式容许限的非参数统计方法及VIPRE-01程序计算300MW核电厂在全失流事故(LOFA)下的DNBR设计限值,并与ITDP方法得到的DNBR限值相比较,以期获得一定的DNBR裕量。结果表明,相对于ITDP方法,非参数统计方法获得了2.96%的DNBR裕量,该方法由于减少了分析过程中的保守性,能够提供更大的DNBR裕量,而DNBR裕量增加有利于堆芯换料方案的改进。     

大亚湾核电站18个月换料堆芯热工水力设计

大亚湾核电站从第九循环开始由年换料向18个月换料转换，使得原堆芯热工水力设计不再适用18个月换料的热工水力设计采用法马通新开发的临界热流密度（CHF）关系式－－FC关系式，并用全统计法代替原来的确定论方法确定DNBR设计限值。由于在过渡循环中AFA 2G和AFA 3G燃料组件混装，使混合堆芯的最小DNBR小于均匀堆芯的最小DNBR。本文确定了一个包络的混合堆芯DNBR亏损规律。并在此基础上得到了过渡循环和平衡循环的堆芯物理限值线。以及新的超温ΔT超功率ΔT保护定值。     

应用抽样统计方法计算DNBR限值

应用根据Wilks公式发展的抽样统计方法及VIPRE-W程序计算DNBR和出口含汽率的参数不确定性,再结合模型与DNB关系式不确定性,得到DNBR的设计限值为1.220。与RTDP方法得到的DNBR限值进行比较,得出此方法能得到更多的DNBR裕度。     

基于TRACE/FLICA III-F程序的国产先进压水堆全失流事故分析研究

国产先进压水堆相比于传统压水堆,系统设备与运行参数均有较大变化,对其开展事故分析研究非常必要.本文首先应用最佳估算系统分析程序TRACE对国产先进压水堆机组进行详细建模,之后根据机组安全分析报告中的分析假设,选取全失流事故进行瞬态分析研究,然后应用FLICA III-F程序进行事故瞬态堆芯DNBR分析研究,最终得到的结果可以满足全失流事故验收准则最小DNBR限值1.19的要求.接下来以上研究基础上,选取更加保守的全失流事故分析假设,进一步开展事故分析研究,发现研究结果仍然满足全失流事故验收准则的要求,表明国产先进压水堆机组在全失流事故下安全可靠.     

优化技术在压水堆燃料组件定位格架开发中的应用

基于计算流体动力学(CFD)技术的优化方法,将CFD软件与三维结构设计软件和计算机辅助优化软件结合起来,对搅混翼结构设计进行了优化,以提高格架的热工水力性能.在5×5格架上对一组最佳结构参数结果进行了CFD计算验证.结果表明,采用这种优化技术进行格架优化设计是可行的.     

高氚增殖比包层的设计及热工水力分析

本文设计了一种高氚增殖比包层(HBRB),该包层采用多孔U-10Zr合金作为中子倍增剂,Li4SiO4球床作为增殖剂,低活化马氏体(RAFM)钢作为结构材料。在详细研究包层加工工艺、流量分配、中子性能等问题的基础上,完成了包层内部详细结构设计。利用中子学软件分析计算了包层的氚增殖比(TBR)和热沉积分布,并根据计算结果对包层进行热力耦合分析。结果表明:包层TBR较高,且核性能稳定;冷却剂的流量分配情况和压降合理;包层内各组件冷却充分,温度和结构材料热应力不超过限值。     

海洋静默式热管反应堆热工水力特性研究

安全可靠的能源供给是无人水下潜航器（UUV）发展的关键基础,本研究面向我国重型海洋UUV研发的能源需求,提出了海洋静默式热管反应堆（NUSTER-100）小型核电源概念设计。建立了包括堆芯功率模型、堆芯通道传热模型、热管传热模型、热电转换模型及冷端换热模型等热管反应堆系统数学物理模型,基于高效稳健的数值算法和模块化编程思想,开发了具有自主知识产权的热管反应堆稳态和瞬态热工水力特性分析程序HEART,采用热管实验、温差发电实验等数据对HEART程序关键模块进行了验证与确认。采用HEART程序对NUSTER-100的稳态、冷启动瞬态及反应性引入瞬态工况进行了计算分析,获得了NUSTER-100满功率稳态工况下的热工水力特性,基于冷启动瞬态热工水力分析,提出了具有较高安全性的三段式热管反应堆启动方案,评估了反应性引入瞬态工况下热管反应堆的自稳特性和安全性。本研究可为我国UUV及热管反应堆技术的发展提供理论和技术支持。     

小型自然循环钠冷堆堆芯初步设计研究

提出了一种适用于分布式发电系统的小型自然循环钠冷堆AMTEC系统。通过对堆芯的临界计算和热工水力分析,研究了堆芯燃料装载量不变情况下,芯块半径、燃料棒长度和圈数对堆芯有效增殖因数k_eff、堆芯压降和传热的影响。同时分析了不同额外停堆裕量下,B₄C吸收层厚度和堆芯初始剩余反应性随燃料棒圈数的变化关系。计算结果表明：保持堆芯当量直径和冷却剂通道总截面积不变的情况下,减少燃料棒圈数和活性区长度不仅可增加k_eff,且能降低堆芯压降;为提高额外停堆裕量需增加吸收层厚度,但降低了堆芯初始剩余反应性,不利于电厂的经济性。     

中国ITER固态实验包层模块热工水力优化设计和分析

在中国氦冷固态增殖剂实验包层模块(CH HCSB TBM)热工水力优化设计的基础上,利用有限元程序ANSYS和计算流体力学程序FLUENT对实验包层模块进行了相应的分析.分析结果表明热工水力优化是合理的,是可以接受的.     

CPR1000压水堆本体结构热工水力特性CFD模拟研究

为在有限计算资源和时间下得到反应堆本体的流场分布和各组件的受力等热工水力特性,采用等流通截面积方法简化了控制棒导向筒内部几何结构,通过多孔介质模型对堆芯燃料组件结构进行了简化,在此基础上建立了CPR1000压水堆本体结构的整体CFD分析模型,得到反应堆内流场特性和各组件的受力等热工水力特性。计算结果表明,堆内流场不具备对称性,进行整体CFD模型建立和分析是非常必要,所建立的CPR1000整体CFD模型计算得到的热工水力特性合理,可为CPR1000压水堆安全运行提供有效的参考数据。     

螺旋管式直流蒸汽发生器热工水力分析模型

基于混合流模型的质量、动量和能量守恒方程,采用可移动边界法建立了压水堆螺旋管式直流蒸汽发生器的稳态和动态分析模型。模型将二次侧传热区域分为预热段、蒸发段和过热段,且考虑了缺液区传热。通过对国际革新与安全反应堆(IRIS)螺旋管式直流蒸汽发生器的模拟,对模型进行了验证。结果表明,本文所建立的稳态和动态模型合理,稳态计算结果与设计值符合良好,动态仿真符合热工水力学及其定性机理分析结果。     

CARR辐照压水堆小组件热工水力分析

分析压水堆4×4小组件在CARR高温高压回路中进行辐照考验时的热工水力问题。利用计算流体动力学(CFD)软件对其进行三维数值模拟,以获得详细的热工水力参数。首先,模拟简化的燃料棒束模型,得出三维温度与速度分布,并分析了传热过程。然后,模拟全尺寸小组件,与棒束模型所得的结果进行对比分析,着重研究其流动,并分析了格架的搅混特性,得出可应用于一维热工水力程序的搅混因子。结果表明,燃料棒最高温度可满足安全性要求,且格架的搅混作用明显。     

CEFR3层水平热屏蔽热工流体的数值研究

中国实验快堆（CEFR）采用池式结构,钠池分为冷钠池和热钠池,冷、热钠池之间的3层水平热屏蔽层既是热池的冷边界,也是冷池的热边界,其内部的热工流体直接影响着冷池和热池内的温度分布。针对CEFR满功率运行工况,利用CFX软件,对1/4区域水平热屏蔽层内的热工流体进行三维数值模拟,冷池边界为360℃,热池边界取490和516℃两种方案,数学模型采用RNGk-ε模型。与现有结果相比,由于考虑了对流换热,所得到的平均温度低于设计温度。