压水堆燃料表面污垢密度计算模型及验证

压水堆（PWR）一回路材料释放的腐蚀产物会在燃料表面沉积形成污垢，增大垢致轴向功率偏移（CIPS）和垢致局部腐蚀（CILC）的潜在风险。密度是决定污垢特性的重要参数，实际测量燃料表面污垢的密度不仅成本高，而且必须考虑放射性风险，因此国内外均缺乏相关的数据。本文基于PWR运行经验和关键试验结果开发了一种燃料表面污垢密度计算模型，并与人造污垢实验数据对比，初步验证了模型的合理性，为深入研究PWR一回路燃料污垢行为提供了理论依据和数据支撑。     

CPR1000核电机组核功率变化率保护通道研究

介绍CPR1000核电机组核功率变化率(dΦ/dt)修正通道的设置原理以及修正参数的设置方法。并结合实际电厂的相关数据,利用最佳估算瞬态程序CATIA2进行了详细的论证分析。通过分析计算及电厂甩负荷至厂用电试验数据的对比,说明了本文通道修正参数设置的合理性,为后续CPR1000核电机组的参数论证打下基础。     

基于MANTA/SMART三维物理热工耦合的落棒事故分析

传统CPR落棒事故分析采用保守的确定论分析方法，设计保守性较大，已制约了机组的持续改进及后续堆型的研发。为进一步挖掘落棒事故的热工设计裕量，本文以某大型压水堆为研究对象，建立了基于MANTA/SMART程序三维物理热工耦合的落棒事故分析方法，并与CPR落棒分析方法的过程及结果进行了对比分析。研究结果表明，基于MANTA/SMART的三维落棒事故分析方法合理可行，能更真实全面地反映反应堆瞬态过程中的参数特征，并能有效挖掘出落棒事故分析的安全裕量。     

燃料污垢对压水堆二类事故分析的影响研究

压水堆二类设计基准工况（DBC-2）的现有事故分析方法中暂未直接考虑燃料污垢的影响,为明确燃料棒表面污垢对DBC-2事故瞬态的影响,本研究针对DBC-2事故基于燃料污垢的作用机理进行了工况识别和关键设计输入分析,并开展了污垢作用下的热工水力响应分析和安全评价。研究结果表明,基于目前的保守分析方法,在DNB分析方面,燃料污垢对二类事故分析的影响可被原分析所包络;在燃料温度分析方面,由于燃料污垢会影响芯块的传热能力,因此事故瞬态中的燃料芯块峰值温度上升。本研究结果为进一步完善DBC-2事故分析方法提供了理论和数据支撑。     

注锌对燃料包壳表面污垢沉积及硼析出的影响研究

反应堆一回路腐蚀产物在燃料包壳表面过冷泡核沸腾的作用下沉积于包壳表面，形成燃料污垢。一回路注锌被认为是抑制燃料包壳表面污垢沉积的重要途径之一。本文通过开展国产锆合金燃料包壳在不同锌浓度下的污垢沉积试验，研究在模拟核电站高温高压水环境中注锌对污垢沉积行为的影响，得到污垢沉积的锌浓度敏感性结果。冷却剂中的锌浓度越高，燃料包壳表面的烟囱状结构越不明显，污垢表面越平整，污垢沉积厚度越小，污垢内部镍铁比降低，硼析出量越少。当锌浓度增加至100μg·L^-1，污垢内部有少量含锌物相析出。结果表明：当锌浓度在0～100μg·L^-1范围内时，一回路注锌能够显著抑制燃料包壳表面的污垢沉积。     

水化学参数对压水堆燃料表面污垢沉积过程的影响研究

通过调整压水堆（PWR,Pressurized Water Reactor）运行期间各种水化学参数，能够有效控制一回路水质。作为影响燃料性能的重要因素，污垢（CRUD,Chalk Rivers Unidentified Deposits）在燃料表面的沉积行为会随水化学参数调整而改变。本文研究了溶解氢气（DH,Dissolved Hydrogen）浓度、pH、注锌和超声波清洗（UFC,Ultrasonic Fuel Cleaning）对某PWR功率运行期间CRUD沉积过程的影响，结果表明DH浓度对CRUD沉积影响较小，提高pH、注锌和应用UFC能够抑制CRUD沉积。研究成果为从水化学控制角度提高PWR安全性和经济性提供了理论依据和数据支撑。     

反应堆冷却剂流量测量不确定性分析研究

反应堆冷却剂流量是压水堆核电厂设计和运行重点关注的热工安全参数及运行监测参数之一。论文介绍了弯管流量计法和热平衡法两种测量CPR1000核电机组反应堆冷却剂流量的数学物理模型，根据不确定性分析数学原理分别建立了两种方法的完整反应堆冷却剂流量不确定性分析模型，结合CPR1000核电机组数据对反应堆冷却剂流量的不确定性进行了对比分析及敏感性研究。本文模型可用于反应堆冷却剂流量测量不确定性的量化评估，还可用于确定影响反应堆冷却剂流量测量不确定性的关键因素以及优化流量测量系统设计。