CAP1400反应堆压力容器快中子注量独立审核计算

压力容器的使用期限:直接决定了反应堆的寿命,而快中子注量是影响其使用期限的重要参数之一,是核安全审评中关注的一项重要内容。作为核安全监管部门,对大型先进压水堆CAP1400的压力容器快中子注量进行审核计算,能够促进审评的独立性、科学性和有效性,为CAP1400的安全审评提供良好技术支持。本文利用蒙特卡罗方法分析程序对CAP1400反应堆压力容器快中子注量进行独立审核计算,并将计算结果与反应堆设计方利用离散纵标法所得结果进行对比。结果表明,CAP1400反应堆压力容器快中子注量审核计算结果与设计值的相对偏差在10%以内,并且快中子注量值满足标准审评大纲的相关要求。     

CAP1400反应堆堆芯入口流量分配试验研究

反应堆堆芯入口流量分配是反应堆水力性能研究的重要内容之一,其与堆芯热裕量和燃料组件燃料棒的流致振动密切相关,从而影响反应堆的运行。CAP1400反应堆堆芯入口流量分配试验是验证CAP1400反应堆结构设计与分析的一个重要环节,旨在验证CAP1400反应堆堆芯入口流量分配的均匀程度。本文通过1/6比例模型试验,获得无均流板结构工况和带均流板结构3种工况（均匀流量工况、非均匀流量工况、偏回路流量工况）下CAP1400反应堆堆芯入口流量分配结果,并进行了各工况下流量分配均匀程度的分析。试验结果表明,CAP1400反应堆堆芯入口具有较好的流量分配效果。     

CAP1400熔融物堆内滞留试验验证研究

通过反应堆压力容器外部冷却(ERVC)实现熔融物堆内滞留(IVR)技术是核电厂严重事故缓解的重要措施之一。针对CAP1400 IVR措施实施,开展了提高临界热通量关键因素(FIRM)试验研究,本论文详细介绍了验证试验的台架设计、主要技术参数和试验结果。本试验结果对于研究反应堆压力容器IVR-ERVC条件下的外部临界热流密度(CHF)特性具有重要学术意义,并对提高反应堆压力容器的安全性具有重要工程应用价值。     

CAP1400反应堆压力容器下降段内气-液逆向流试验研究

为研究真实工况下CAP1400反应堆压力容器下降段气-液逆向流现象,以CAP1400为原型,搭建压力容器下降段高度和直径比为1:1、60°切片的试验台架。试验工质为空气和水,试验研究了不同安注(DVI)供水量、不同气量的气-液两相流动和应急堆芯冷却剂(ECC)旁通现象。试验结果表明,DVI供水量相同时,随着供气量的增加,气-液逆向流现象明显,当质量流速达到4kg/s及以上时,安注水不能全部进入堆芯;Kutateladze经验关系式和UPTF经验关系式都与试验结果存在较大偏差,不适用于CAP1400压力容器下降段试验;基于试验数据,拟合了新的经验关系式,且通过比较有无DVI挡块的试验数据,验证了DVI挡块可以降低ECC旁通水量,增强安注能力。     

CAP1400核电厂堆腔辐射漏束屏蔽设计研究

介绍了CAP1400 机组堆腔屏蔽设计特点,介绍了CAP1400 机组RPV区域堆腔中子屏蔽设计的分析方法、过程和关注事项.采用高精度的蒙特卡罗程序,建立精细化的反应堆厂房辐射场计算模型,基于先进的减方差技巧进行方案设计,对比分析堆腔屏蔽设置前后反应堆厂房辐射场变化,论证了设置中子屏蔽的必要性,最终实现CAP1400 ...     

一次屏蔽计算TORT程序源项生成方法研究

一次屏蔽计算对于评估工作人员的辐射剂量、确保反应堆压力容器(RPV)及堆内构件在整个反应堆寿期内的安全性、防止混凝土屏蔽体及其外部部件和结构被过度活化具有重要意义。本文推导了TORT程序三维源分布计算公式和源几何转换方法,编写了相应的程序模块,并在秦山一期、CAP1400和CAP1700计算模型上进行了验证和应用。结果表明,本文推导的理论模型和开发的程序是正确的,为后续提高一次屏蔽设计精度提供了基础。     

CAP1400数值反应堆系统关键技术研究及示范应用

本文系统介绍了“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”国家科技重大专项课题“CAP1400数值反应堆关键技术研究”的主要研究成果。课题首先分别开发了基于确定论方法和蒙特卡罗方法的高保真堆芯物理计算程序,然后开发了pin by pin先进子通道分析程序和基于精细网格的燃料棒性能分析程序,以此为基础建立了物理 热工 燃料性能多物理耦合的CAP1400数值反应堆系统。利用国际基准题VERA、AP1000启动物理实验参数对数值反应堆系统进行了验证和确认,并进一步实现了CAP1400大型先进压水堆的启动物理参数、循环模拟分析和部分功率能力分析的示范应用。数值结果表明,所开发的数值反应堆关键分析软件具有很高的计算精度,可直接服务于CAP1400的设计验证、物理启动和运行支持。     

秦山核电厂反应堆压力容器水压试验应变测量与分析

对秦山核电厂反应堆压力容器出厂水压试验测点布置作了说明,与一回路系统水压试验位移测量的主要结果作了分析对比,给出了实测载荷与主螺栓测试数据,讨论了表征密封性能的法兰转动,认为出厂水压试验此项结果有错.     

CPR1000反应堆压力容器水压试验应变测试及分析

文章介绍了国产CPRI000反应堆压力容器的水压试验应变测试,给出了具体的测试方案和手段,以及测点的应力、应变测试结果,同时采用有限元分析手段对设备本体进行了应力分析,通过对比分析和实测数据,大部分测点均较为符合,表明了该应变测试的可靠性,同时也验证了设备具有较高的强度安全裕度,对后续反应堆压力容器的水压试验和强度分析有较好的参考价值.     

CAP1400 MSLB事故破口谱分析及极限工况瞬态分析

CAP1400核电厂与传统的"二代"核电厂区别较大。CAP1400反应堆在AP1000的基础上进行了一系列改进。采用RELAP5/MOD3.3程序建立CAP1400核电厂模型,对主蒸汽管道破裂事故的破口谱进行分析,结果表明,直到0.058m~2的蒸汽管道破口都不会触发反应堆停堆。对于0.059～0.105 m~2的蒸汽管道破口,反应堆由超功率△T信号触发停堆。对于0.106～0.15 m~2的蒸汽管道破口,反应堆由蒸汽管道低压力安注信号触发停堆。从DNB和燃料中心熔化保护角度考虑,极限工况是破口尺寸为超功率触发停堆的最大破口尺寸0.105 m~2。对极限工况的热工水力瞬态进行研究,分析堆芯流量、热流密度、温度、压力等关键参数随时间变化的趋势。采用VIPRE程序对DNBR进行计算,得到事故对应的最小DNBR为1.914,大于验收准则1. 45,表明CAP1400反应堆在主蒸汽管道破裂事故下安全可靠。     

10 MW高温气冷堆反应堆压力容器的出厂水压试验

根据ASME规范第Ⅲ卷NB－6200节的规定，对10MW高温气冷堆压力容器的水压试验要求、试验过程、试验结果及评价进行了叙述。用清华大学核能技术设计研究院研制的液压张拉机对主螺栓实施了合理及有效的张拉，对压力容器进行了应变和不变形测量，取得了反应堆压力容器水压试验的圆满成功。     

秦山二期反应堆压力容器出厂水压试验

依靠国内技术与设备手段,成功完成了秦山核电站二期工程(QS-II)2号机组反应堆压力容器出厂水压试验的应变测试,给出了水压试验中各测点应变的测试结果。结果表明,在22.8MPa高压水下多数测点为弹性变形,容器进出口管嘴270o边缘变形局部进入屈服,但接近日本三菱重工对1号机组反应堆压力容器的测量结果。与有限元分析结果进行的比较表明,2号机组反应堆压力容器应变测试有良好的精度,强度符合出厂要求。     

三维离散纵标程序在CAP1400核电厂堆内构件发热率计算中的应用

采用三维离散纵标(SN)方法程序TORT计算了CAP1400核电厂堆内构件发热率,并将计算结果与蒙特卡罗(MC)方法程序MCNP以及两维SN方法程序DORT计算结果进行比较。在针对反应堆模型进行屏蔽设计时,需求解固定源问题,应用西屋公司开发的SORCERY程序将pin by pin堆芯功率分布转换为三维源分布。由于CAP1400反应堆模型较大,固定源的制作会消耗大量的计算机硬件资源,同时也会超出SORCERY程序本身的计算规模限制,为此开发了外源制作辅助程序PSOR,使TORT程序适用于CAP1400等大规模工程问题的计算。     

第三代压水堆核电站CAP1400 1E级壳内电缆附件研制及鉴定试验

CAP1400是经过国际原子能机构的反应堆安全评审,达到国际安全法规最新要求的先进非能动核电技术。CAP1400 1E级壳内电缆附件是连接核岛安全壳内贯穿件和电缆、电缆和电缆以及电缆和其他电气设备的关键部件,对其在核电站运行期间的服役性能有很高的要求。本文详述了CAP1400 1E级壳内电缆附件的技术要求、材料研究、结构设计、研制及鉴定试验过程,首次在国内完成了该系列产品的试制及鉴定试验,为未来该系列电缆附件应用于第三代压水堆核电站CAP1400壳内打下了基础。     

CRDM管座垂直度变化与可更换性分析

针对现有成熟并广泛采用的控制棒驱动机构(CRDM)管座与反应堆压力容器封头连接结构形式及制造工艺,分析反应堆压力容器水压试验后CRDM管座垂直度变大现象及管座受损后的可更换性问题,基于影响CRDM管座垂直度变化及制约管座更换的关键因素,对管座与封头连接结构进行设计改进,改进后的连接结构可有效解决垂直度控制难题并降低管座更换难度。     

CAP1400堆内构件流致振动试验研究与分析

针对CAP1400反应堆,采用1:6试验模型,在相匹配的水力模拟试验回路上完成了不同工况下的流致振动试验,获得了完整的试验数据,并对试验数据进行了详细分析和评价。结果表明,CAP1400堆内构件的设计对于流致振动是安全的,该结论为核安全评审提供了依据。     

反应堆吊篮振动特性边界条件研究

对秦山核电厂二期600 MW反应堆及CAP 1400反应堆空吊篮在空气中和静水中振动特性的边界条件进行研究。吊篮结构采用实体建模,流体结构采用流体单元模拟。本研究分别用弱贴紧、中度贴紧和强贴紧来模拟法兰与容器支承台阶之间不同的贴紧状态,用弱摩擦、中度摩擦和强摩擦模拟法兰与容器支承台阶之间受到的不同摩擦力。研究表明,秦山核电厂二期600 MW反应堆空吊篮在静水中的边界条件比空气中的强,CAP 1400反应堆空吊篮在空气中与静水中的边界条件一致;压紧弹性环的预紧力和吊篮法兰所受到的摩擦力对吊篮结构固有频率有一定影响。     

新能源中的核电发展

对近年世界核电发展作了概述,指出核电发展远落后于期望值,核电发展任重道远。论述了发展核电对我国环境保护和经济发展的重要意义,对核能发展规划进行了讨论。通过世界核电强国发展核电的战略,阐述了我国的核电发展战略和技术主线,指出AP1000、CAP1000、CAP1400和CAP1700作为大型先进压水堆,在相当长一段时间内将是我国的主力机型,同时CAP1400和CAP1700将成为世界上极具竞争力的机型。对于第四代反应堆,超临界水冷堆在我国有较深厚的工业基础,较适合在我国发展。此外还要继续加强对快堆的投入,以实现先进的燃料闭式循环,同时也应关注目前的"行波堆"和中小型模块式反应堆。最后对目前的核电大发展提出了建议。     

JMCT-S一次屏蔽计算源项生成功能开发

一次屏蔽计算对于评估工作人员的辐射剂量、确保反应堆压力容器(RPV)及堆内构件在整个反应堆寿期内的安全性以及防止混凝土屏蔽体及其外部部件和结构被过度活化具有重要的意义。对于一次屏蔽源项的处理,JMCT-S程序自带的源粒子抽样功能无法完全满足其计算需求。本文开发了JMCT-S程序的源项生成程序和源抽样子程序,并在秦山一期和CAP1400一次屏蔽计算模型上进行了验证和应用。数值结果表明,推导的理论模型和开发的程序是正确的,从而为后续提高一次屏蔽设计精度提供了基础。     

反应堆压力容器接管嘴马鞍面缺陷的断裂力学分析

某核电厂大修时发现反应堆压力容器均在出口接管嘴不锈钢堆焊层出现局部表面损伤痕迹,损伤最深处约为1.27 mm.本文采用ANSYS程序,依据相应规范,对反应堆压力容器出口接管嘴缺陷进行快速断裂力学分析和疲劳裂纹扩展分析.分析内容包含缺陷的包络和假设、应力计算、应力强度因子计算、疲劳裂纹扩展尺寸计算和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ工况及水压试验工况下的断裂力学分析评估.分析结果满足规范要求.