核聚变发电厂常规岛主厂房土建设计研究

目的  核聚变发电是未来核能利用的一种方式。为了研究其常规岛土建设计最优方案,需要结合过往常规火电,以及其他核电常规岛的设计技术进行探讨。 方法  通过从主厂房结构体系、汽机房屋盖结构、汽轮发电机基座选型以及主厂房防火设计四个方面开展方案对比分析。 结果  提出了核聚变发电厂常规岛相应的土建设计方案和设计建议。 结论  成果可以为类似工程项目提供参考。     

ITER聚变装置及其电源系统

目的  为了实现受控核聚变,研究解决人类未来能源问题,国际热核聚变反应堆（ITER）计划建设核聚变反应超导托卡马克装置。 方法  简要说明了ITER计划的意义与发展,同时对其电源系统的组成与功能以及主要线圈的变流器电源结构与技术参数进行了针对性介绍。 结果  最后,提出了中国在ITER磁体电源方面的优化设计,以及完成的相关磁体电源采购包任务。 结论  中国通过参与ITER计划科研项目,为国际聚变工程技术发展做出了重要贡献。     

整流变压器偏磁对托卡马克电源系统谐波不稳定的分析

目的  为了有效地抑制托卡马克电源系统中非特征次谐波对电网的扰动,研究了托卡马克电源系统低频谐波产生的机理。 方法  通过引入一种改进型的开关函数模型,并选取国际热核聚变实验反应堆(ITER)聚变装置为例,结合其相应的参数建立了其对应的交直流等效电路模型,并通过计算和仿真得到对应的输出2次谐波情况。 结果  通过计算得到输出量与输入量的比值稳定因子值几乎趋向于零。 结论  通过这一计算与仿真结果,可以确定整流变压器直流偏磁不会引起系统的谐波不稳定。     

高温气冷堆示范工程反应堆保护系统调试工具研发与应用

目的  为克服反应堆保护系统调试技术存在的不足,以提高反应堆保护系统调试效率和质量。 方法  设计了一套专用于高温气冷堆示范工程反应堆保护系统的自动化调试工具。该工具采用了先进的技术,能够自动化地完成反应堆保护系统的调试,可以大大提高调试效率和质量。 结果  阐述了高温气冷堆示范工程反应堆保护系统调试工具的研发与应用,介绍了调试工具的研发过程、难点及内容,以及信号输出、信号采集、数据处理、信息显示等自动调试功能的设计思路、实现方式及成果,经过高温气冷堆示范工程反应堆保护系统功能和性能验证方面的实际调试与应用。在调试过程中,该工具能够快速准确地发现和解决问题,证明了该工具的有效性和可用性。 结论  自动化调试工具可以提高反应堆保护系统调试的效率和质量,提高了反应堆保护系统的可靠性和安全性。同时,还需要继续研究和改进自动化调试工具,以适应反应堆保护系统不同的调试需求。     

压水堆核电站工业供汽系统技术可行性研究

目的  为研究压水堆核电站为周边工业区提供工业用蒸汽的技术可行性。 方法  以某1 000 MW压水堆核电厂主蒸汽为热源,为周边提供工业蒸汽需求量300 t/h,蒸汽压力为1.8 MPa,蒸汽温度为250 ℃为例,论证了利用压水堆核电站二回路蒸汽加热工业用水产生满足工业需求的蒸汽转换系统的技术可行性。从热力学第一定律和第二定律理论出发,设计了该系统的工艺流程,计算了系统中关键换热设备的热力参数。 结果  得出热源疏水温度的合理值为65 ℃,如疏水温度低于60 ℃,在二级预热器中将出现热源温度低于工业水温度的情况,将违背热力学第二定律。 结论  研究成果可为压水堆核电站工业供汽提供技术参考。     

CPR1000机组RGL系统双夹持故障分析

目的  棒位和棒控系统RGL（Rod Position Indication and Rod Control System）是核电机组重要的控制系统之一,其性能好坏直接关系到核电机组的可用性。当该系统出现双夹持故障时会将整个控制棒组闭锁,在机组进行瞬态试验、升降负荷或甩负荷期间控制棒组不能及时动作,可能导致反应堆停堆。 方法  结合某CPR1000核电机组出现的RGL系统双夹持故障经验反馈案例,从设计原理的角度对双夹持故障出现的原因进行了分析研究。 结果  分析结果指出控制器软件中的时刻控制器误判MG机架状态,从而输出错误信号导致了双夹持故障触发。 结论  软件缺陷是造成RGL系统双夹持故障的重要因素。     

基于FSS对二次侧非能动余热排出系统的验证

目的  作为应对全厂断电事故（SBO）所做的重要设计改进项,二次侧非能动余热排出系统（ASP）基于蒸汽发生器（SG） 的二次侧闭式自然循环,在全部补水丧失的情况下,可以有效导出堆芯余热。 方法  基于全范围模拟机Full Scope Simulator(简称FSS),在模拟机平台引入SBO+SBO柴油机失效+ASG气动泵失效事故工况,通过仿真模拟的方式,验证ASP系统对机组一、二回路的影响。 结果  仿真结果表明：ASP系统投运后,堆芯余热被有效导出,运行4 h后,SG内水位可恢复至8.6 m,SG内压力降至1.2 MPa（a）,堆芯出口温度降至约为209 ℃,堆芯饱和温度裕度大于20 ℃,堆芯不存在融毁风险,事故处于可控状态。 结论  ASP系统满足设计工况需求,可实现堆芯余热的长期有效导出。     

基于DNN的托卡马克等离子体边界重建研究

目的  为了实现托卡马克在放电过程中对等离子体位形的实时重建,在对相机标定算法分析的基础上,提出一种基于全连接神经网络的可见光边缘重建算法。 方法  该算法的作用是建立像素坐标系和托卡马克坐标系的对应关系进而实现等离子体可见光边缘重建。 结果  在该算法的基础上引入小样本学习,来对全连接神经网络重建算法做进一步改进。 结论  实验结果表明该算法可以精确地对等离子体可见光边缘进行重建,同时也满足系统对实时性的要求。     

双碳目标下我国碳市场发展分析及建议

目的  碳排放权交易（碳交易）在全球范围内正日益成为有效促进温室气体减排的市场机制或政策工具。面向“双碳”发展目标,适时开展碳排放权交易市场（碳市场）分析研究,对推动我国碳市场健康有序发展具有重要意义。 方法  梳理了欧美相对成熟碳市场的发展情况,总结了国内试点碳市场的建设经验,并对全国碳市场第一个履约期内的运行状况进行了分析。 结果  我国碳市场目前主要存在制度体系建设尚不健全、覆盖行业与交易结构较为单一、碳配额分配科学性及公平性有待提升、多市场联动效应较弱等不足。 结论  建议立足我国基本国情,未来重点围绕顶层设计、市场体系、调控机制、国际合作等方面开展工作。     

超临界再热型背压机运行控制及仿真

目的  为满足我国工业飞速发展对热负荷的高参数、高品质的需求,充分利用超临界大容量机组效率高、背压式汽轮机发电机组的热能利用率高的优势,需要研制超临界再热型背压机并控制其运行。 方法  文章针对超临界背压机组,在对其热力系统形式和运行模式进行研究的基础上,提出了机组不同运行工况下的控制策略。建立了超临界再热型背压机汽轮机侧的仿真模型。 结果  通过对机组的关键控制策略进行仿真,验证了控制策略的正确性。 结论  为超临界再热型背压机技术的工程示范奠定技术基础,为现役抽凝机组的供热改造提供了借鉴。     

AP1000核电厂设备可靠性数据库开发及应用

目的  设备可靠性数据在核电厂PSA、RCM、维修规则、可靠性保障大纲、风险指引管理等领域的重要价值,提出了开发AP1000设备可靠性数据库的必要性。 方法  对AP1000核电厂特定数据库开发过程中的一些重要问题,如独立失效的分析流程,设备和设备类的选取,可靠性参数估计方法,共因失效的分析方法和流程,核电厂特定数据以及通用数据收集和分析以及可靠性数据的应用等方面进行了探讨。 结果  提出了开发AP1000电站特定的设备可靠性数据库的技术路线。 结论  AP1000核电厂设备可靠性数据库的建立和应用,可以积累宝贵的核电厂特定运行、维修、失效、试验等数据,为核电厂运行PSA提供可靠性参数,为运行维修优化、安全管理等多个领域提供重要参考。     

关于推进核电焊接领域国产化、智能化的探索

  目的  焊接技术是重要的工业基础能力之一,核电焊接关系着核电设备的安全稳定运行。针对核电焊接领域出现的技术研发水平欠缺,生产检测手段落后的现状,解决核电关键焊材、焊接设备、检测装置依赖于进口,核电建设进度及发展受制于人的“卡脖子”问题。  方法  上海市核电办公室走访调研了大量生产制造企业、高校及科研院所、工程建设单位,了解核电焊接产业的发展现状,对比分析现有技术和国际先进水平的差距。  结果  结合市场需求、指出核电焊接产业链上下游的共生促进关系,并找到技术难点以及攻关方向。基于上海地区的核电产业基础,响应国家和地方的引导政策。  结论  提出了核电领域高效可靠焊接技术、焊材、工艺、检测、应用“一条龙”的整体提升方案,探索了产业链上下游互融共生、分工合作的新模式,提出了推进核电焊接领域的国产化、智能化发展的攻关路径。     

核电厂用超高分子量聚乙烯喷嘴研发与应用

目的  为解决核电厂核安全3级循环水过滤系统（CFI）喷嘴冲刷磨蚀及腐蚀问题,采用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)开发了一种耐腐蚀、耐磨的喷嘴。 方法  通过对重要加工工艺参数测试,固化了喷嘴制造加工工艺,为验证所开发的喷嘴耐磨性及水力性能,进行材料本体耐磨试验,并模拟核电厂运行条件开展基于研发产品的冲刷和水力试验。 结果  试验结果表明：UHMWPE喷嘴的耐磨性能优异,高于传统材料;可以适应核电厂高速冲刷的需求,水力性能亦可满足核电厂的要求。 结论  UHMWPE喷嘴投入运行一年半,经持续运行,喷嘴未发现冲刷变形和腐蚀现象,运行效果优异。因此,采用超高分子量聚乙烯材料制备核电厂CFI系统喷嘴是可行的,可替代原有的进口尼龙喷嘴。     

CFETR聚变发电厂的储能技术适用性分析

目的  中国聚变工程实验堆（CFETR）具有功率周期性输出特性,无法直接满足常规发电设备的稳定连续输入需求,CFETR聚变发电厂需要在核岛和常规岛之间配置针对性的工艺系统。 方法  通过调研光热发电工程应用以及聚变发电相关研究,基于CFETR聚变堆初步预期性能,从储能与补能对比、储能技术类型、储热介质、储热系统方案等方面进行分析讨论。 结果  对于采用水冷包层、氦冷包层的聚变堆,分别推荐配置以氢化三联苯型导热油、Solar salt熔融盐为储热介质的间接式双罐显热储热系统,以保证发电侧系统的稳定连续运行。 结论  上述储能技术方案具备规模化商业应用条件,可为CFETR聚变发电厂的整体设计提供支撑。     

华龙一号安全重要压力变送器设备鉴定研究

目的  核电站安全重要压力变送器需通过设备鉴定,确定其在事故条件下可执行安全功能,而目前的相关标准并未对该类设备鉴定的逻辑与机理进行说明,合理性不够充分。 方法  基于对国内外安全重要电气设备鉴定体系的理解,结合华龙一号安全重要压力变送器实际鉴定过程,详细研究了安全重要压力变送器的鉴定理论。 结果  对影响其安全性能的重要运行环境因素进行了分析,识别了其显著老化机理,基于加速老化数学模型对加速老化试验进行了阐述,推荐了华龙一号安全重要压力变送器典型的加速老化顺序和鉴定流程。 结论 该鉴定流程可作为国内后续安全重要压力变送器的鉴定实施参考。     

ITER高功率磁场抗扰度测试系统研究

目的  为了保证设备的安全稳定运行,受国际热核实验堆（ITER）组织监管的电力电子设备必须通过相关的磁场抗扰度测试。 方法  以ITER要求为基准,定义了所需测试系统的参数要求,选择方形螺线管线圈和方形三线圈作为研究对象,通过数值计算方法计算出最优性能的结构参数,并使用有限元的方法验证计算的正确性。 结果  对比两种线圈型式,选择功耗较小的螺线管作为最终的结构。然后以此参数为基准,分析了直流暂态的功率拓扑,计算了相关参数,确定了最终电源所需要的性能数据。 结论  研究为ITER高功率磁场抗扰度测试系统的感应线圈及其电源的设计提供了详细的计算过程和设计参考。     

安全仪表系统在二次再热机组的应用研究

  目的  安全性是电力行业永恒的主题,安全仪表系统是保证机组安全性的重要手段之一。国际上,安全仪表系统已有较为成熟的标准体系且得到广泛应用,而在国内火电行业的应用仍处于探索阶段。为推广安全仪表系统在电力行业应用,将描述其在火电二次再热机组的实际应用案例,为其它火电工程的设计、采购和运行维护提供参考。  方法  首先详细介绍和分析了相关国际规范,然后介绍了安全仪表系统在二次再热1 000 MW机组电厂项目的应用情况,并使用风险图表法对电厂进行安全完整性等级分析。  结果  通过分析等级并应用于二次再热1 000 MW机组电厂的设备招标、设计、调试、运行等,有效提高了电厂运行的安全稳定。  结论  在电力工程前期对机组安全仪表系统进行分析有利于电厂全生命周期的管理设计过程,应广泛应用于电力行业。