脉冲堆热工水力设计

本文介绍了我国第一座脉冲堆热工水力设计。分析结果表明,该堆具有良好的稳态特性和脉冲特性:在iMW稳态工况下,堆芯最小偏离泡核沸腾比MDNBR为3.28,燃料芯决最高温度为480℃,热通道出口水温不超过95℃;在引入瞬发3.5元正反应性脉冲工况下,仍能保证反应堆安全。     

脉冲堆热工水力设计程序研制开发

介绍了中国核动力研究设计院自主开发的脉冲堆热工水力设计程序系统。它包括脉冲堆自然循环分析程序（MC－FLOW）、堆芯热工水力分析程序（MC－THAS）和脉冲堆瞬态分析程序（MC－TRAN）。采用原型堆的数据对程序进行验证，其结果表明：脉冲堆热工水力设计程序系统满足热工水力设计的要求，能够可靠地用于西安脉冲堆的设计。     

西安脉冲堆动态特性分析

在Ｆｕｃｈｓ－Ｈａｎｓｅｎ的绝热模型的基础上,推导了脉冲堆的脉冲参数计算公式,计算了西安脉冲堆在引入不同反应性的动态参数,并分析计算了西安脉冲堆堆芯水腔和Ｍｏ－Ｔｃ靶件对堆的安全参数的影响     

西安脉冲堆反应性引入事故瞬态安全特性分析

为研究西安脉冲堆（XAPR）在意外引入反应性且停堆系统失效事故下的瞬态安全特性,本文基于XAPR的结构和运行特点,建立了适用于XAPR的瞬态热工水力分析模型,并开发了用于XAPR安全特性分析的瞬态热工水力程序TSAC-XAPR。利用TSAC-XAPR程序对反应性引入事故进行模拟计算,结果表明：当XAPR在额定功率范围内运行时,发生反应性引入事故后,堆芯能依靠自身的固有反馈机制使脉冲堆重新达到稳定运行状态;当运行功率过高尤其是超过临界值时,反应性引入事故将导致脉冲堆关键热工水力参数发生振荡,无法再次达到稳态。此外,不同反应性引入方式将影响堆芯参数在反应性引入过程中的变化趋势,但并不影响其最终稳态值。     

高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器热工水力特性研究

高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器结构复杂,运行工况严苛,为实现对高温气冷堆蒸汽发生器运行特性的快速预测,获得其正常运行及典型瞬态工况下的热工水力特性,本文建立了一套完善准确的螺旋管蒸汽发生器管壳两侧流动换热模型,开发了适用范围较广的蒸汽发生器系统热工水力分析程序STAGS;基于THTR-300反应堆蒸汽发生器验证了STAGS程序准确性和可靠性;以球床模块式高温气冷堆(HTR-PM)为对象,开展了螺旋管蒸汽发生器满负荷工况下系统运行特性分析,获得了关键热工水力参数沿螺旋管分布以及管壳侧流体流量对蒸汽发生器运行影响规律,进而研究了管壳侧入口参数受扰动时蒸汽发生器关键热工参数响应特性。结果表明：管侧换热系数最大值受管侧流体流量影响较大,管侧流量增加10%时,管侧对流换热系数最大值增加约5 149.3 W/(m²·K);壳侧入口氦气热工水力参数的变化对蒸汽发生器的换热功率影响较为剧烈,壳侧流量突降10%以及入口温度突增20 K时分别导致蒸汽发生器换热功率降低968 kW和上升664 kW。     

5MW低温堆热工水力实验系统动态特性研究

介绍了在５ＭＷ低温供热堆热工水力学实验系统ＨＴＲＬ－５上进行的用阶跃响应法测量低温堆热工水力学实验系统动态特性的实验。该实验给出了热工水力学实验系统不同工况下的动态特性参数。这对系统辨识、核反馈实验以及稳定性分析计算提供了基础数据。     

高温气冷堆堆芯实时热工水力模型

为建立适用于球床式高温气冷堆核电厂的模拟机,采用一体化仿真支撑平台vPower建立高温气冷堆堆芯的实时热工水力模型,利用流体网络求解氦气流道的流量与压力分布及传热网络求解球床燃料区、石墨反射层区与碳砖区的温度分布,实现整个氦气流场与固相温度场的实时、耦合计算。模拟100%额定负荷和50%额定负荷2个稳态工况和入口温度阶跃和流量阶跃2个动态过程。稳态工况与设计参数的定量对比以及动态过程的定性分析表明,该模型具有较好的适用性。     

DEMO堆包层第一壁热工水力优化分析研究

聚变堆包层第一壁是影响包层换热效率与运行安全性最重要的部件,为了研究第DEMO堆包层第一壁的热工水力性能,对第一壁流道内氦气冷却剂的流动及其与结构材料的换热进行了数值模拟研究及优化分析。结果表明,通过增大氦气进口质量流量可以有效地降低第一壁结构材料的最高温度,但是由此带来的压力损失很大,不能作为强化换热的主要途径。此外,增加每组流道的盘绕次数能起到强化换热的效果,目前每组流道盘绕五次的方案是合理的。流道中存在的圆角包层第一壁的流动换热影响不大,但圆角的存在会使第一壁最高温度有一定的升高。铍涂层的导热系数与第一壁最高温度成反相关关系,但是对第一壁流道的对流换热影响不大。结构材料的导热系数的增大能显著降低第一壁结构材料的最高温度。     

西安脉冲堆稳态堆芯脉冲运行安全性分析及新堆芯布置方案设计

通过对堆芯安全参数的理论计算,分析了西安脉冲堆稳态堆芯布置脉冲运行的可行性.在原设计稳态堆芯的基础上,给出两种新的堆芯布置方案,计算了两种设计方案的堆芯物理参数、安全参数和孔道参数.该项工作对今后简化例料程序、提高特定孔道参数、降低燃料元件破损事故发生概率具有一定的意义.     

西安脉冲堆远红外辐射加热蒸发器

远红外辐射加热蒸发器西安脉冲堆废水处理系统的专用非标设备。它主要用于对放射性废液的蒸发、浓缩。本文介绍了西安脉冲堆远红外辐射加热蒸发器的设计与试验研究。远红外辐射加热蒸发器的特点是：去污因子比一般沸腾式蒸发器高一到两个数量级；辐射效率高、节电效果显著。经现场试验证实，其设计安全可靠、结构合理、性能稳定，满足设计要求。     

西安脉冲堆功率调节系统

西安脉冲堆功率调节系统具有“自动”方式和“方波”方式的调节功能。由于驱动机构的传动部件首次采用步进电机,设计了满足步进电机运行特点的控制棒驱动电源。试验结果表明,系统的核功率最大调节偏差<±5%定值功率,过渡过程时间<10秒,具有响应快、超调小、精度高等优点。     

西安脉冲堆辐射剂量监测

为了确保反应堆运行人员和公众的安全，西安脉冲堆设置了比较完善的辐射剂量监测系统。该系统包括固定式在线连续监测和便携式仪表及取样监测两部分，本文主要了固定式在线连续监测的监测,测点布置以及各监测仪的性能特点，并简要介绍了便携式仪表及取样监测中各仪表的性能与适用范围。     

西安脉冲堆计算值和实测结果分析

介绍了西安脉冲堆堆芯布置、计算模型和程序以及计算值与实验测量结果分析。西安脉冲堆在满功率（2MW）下连续运行了72小时，证明西安脉冲堆整个系统和设备是良好的、安全可靠的。根据西安脉冲堆计算值与测量值的比较，证明计算程序可靠，具有较高精度。西安脉冲堆理论计算值与实验测量值符合较好，完全满足工程设计要求，实验测量结果达到了设计指标的要求。     

西安脉冲堆源区测量仪表的研制

西安脉冲反应堆源区测量仪表是源区低端测量的关键仪表，同时也是反应堆堆外中子通量监测仪表系统的重要组成部分，该仪表在同类型反应堆仪表的基础上进行了研制改进和更新，使仪表在测量灵敏度、测量范围、抗干扰能力、可靠性及可维修性等主要性能指标方面有了较大提高。简要介绍了该仪表的设计思想、构成、工作原理、主要技术指标、应用效果及特点等。     

脉冲堆物理设计分析

本文介绍了我国自行设计建造的首座脉冲型实验反应堆的堆芯核设计、计算模型和程序以及计算结果与零功率实验值的分析比较。     

西安脉冲堆脉冲控制棒驱动机构

西安脉冲堆脉冲控制棒驱动机构是实现反应堆脉冲运行的关键设备。该机构采用滚珠丝杠副的传动方式，通过气压缸实现控制棒的脉冲发射。脉冲控制棒驱动机构具有全行程脉冲时间短、结构简单、维修方便的特点。试验表明：脉冲控制棒驱动机构最大负荷大于300N，全行程脉冲时间小于100ms，落棒时间小于1.2s，寿命大于4000次脉冲发射运行，平均无故障时间大于400次脉冲发现运行。该机构已成功应用于西安脉冲堆。     

脉冲反应堆动态参数研究

本文介绍了脉冲反应堆瞬变的动态特性的计算模型。计算结果与实验值的相对偏差约3%。     

脉冲堆事故分析

本文介绍了脉冲堆两个最大假想事故——堆水池失水并使堆芯裸露和脉冲棒误发射事故分析结果。对于堆水池失水并使堆芯裸露事故,只要能及时停堆,无需采取任何其他措施,则能保证反应堆的安全。事故过程中,燃料芯体和包壳温度都不会超过840℃。在稳态额定功率下脉冲棒误发射事故过程中,反应堆峰功率达4800MW,燃料温度峰值为950℃,反应堆也是安全的。