应用DAKOTA程序耦合WGOTHIC程序进行安全壳压力响应敏感性分析

安全壳压力响应分析是验证非能动安全壳冷却系统(PCS)设计的重要内容,需考虑PCS的传热传质等各种现象的影响。本文应用DAKOTA程序耦合WGOTHIC程序对大型先进压水堆非能动安全壳压力响应进行敏感性分析,通过偏相关系数,定量评价了重要现象识别和排序表(PIRT)中各种现象对安全壳压力的影响程度。研究结果表明:质能释放现象、安全壳内初始环境条件、冷凝/蒸发现象显著影响安全壳压力。该研究结果为安全壳设计、安全分析和安全审评提供技术支持。     

华龙一号安全壳热工响应确定论现实方法研究

失水事故（LOCA）是压水堆核电厂的一种典型设计基准事故,该事故后的安全壳热工响应过程,尤其是安全壳压力峰值直接影响安全壳结构的完整性。本文采用确定论现实方法（DRM）对华龙一号核电厂LOCA质能释放与安全壳热工响应进行分析研究。对关键参数进行敏感性分析及统计计算,并建立DRM惩罚模型。计算结果表明,DRM惩罚模型的计算结果始终高于95%置信水平下、95%概率下的统计计算值,DRM惩罚模型是保守的。DRM方法对于华龙一号核电厂的LOCA质能释放与安全壳热工响应分析是适用的。     

基准事故后AP1000安全壳响应分析简化模型研究

针对先进的百万千万级非能动型压水堆(AP1000),提出一种简化的设计基准事故(DBAs)后安全壳响应分析模型,并将该简化模型分析结果和WGOTHIC程序模拟结果进行比较和评价。研究表明:两者吻合良好,简化模型能很好地模拟AP1000安全壳系统的传热传质过程。     

DBA条件下安全壳非能动余热导出系统的载热特性缩比试验分析

AP/CAP系列核电厂设计了安全壳非能动冷却系统（PCCS）,可以实现事故后72 h内对安全壳非能动冷却。但是,72 h后如顶部水箱不能及时补水,仅靠安全壳自身的散热能力很难将全部的余热带走,安全壳仍有超压风险。针对目前核电厂安全壳余热导出能力有限时长的短板,对一套创新的安全壳内热量非能动导出系统搭建试验台架以验证其载热性能。在设计基准事故（DBA）条件下,开展安全壳内不同压力、温度和气体组分条件下系统载热性能的试验研究。结果表明,DBA条件下该套系统的载热能力完全满足设计要求。本文进一步给出了适用于低过冷度条件的含不凝性气体管外冷凝换热系数关联式。      

小型堆安全壳抑压系统优化分析

LOCA后安全壳内压力迅速升高,特别是自由体积较小的小型堆安全壳,为避免安全壳压力在LOCA后短期内快速升高,需在安全壳内配置抑压系统。本文通过采用GOTHIC程序对有抑压系统的安全壳进行建模并对不同抑压系统配置方案下LOCA后的安全壳热工响应进行敏感性分析,得到了有抑压水池系统的安全壳容量论证方法及抑压系统最优配置方案。分析表明：抑压水池能显著降低安全壳内的压力,不同抑压水池模块配置下安全壳内的压力差异较大,在设计过程中需针对安全壳设计方案进行优化配置。     

海阳核电一期工程严重事故下非能动安全壳冷却能力分析

采用一体化事故分析程序建立了包括主冷却剂系统、专设安全设施、安全壳系统和非能动安全壳冷却系统(PCS)的海阳核电一期工程核电厂模型,对核电厂压力容器直接注射(DVI)管线破裂、冷段双端断裂、自动卸压系统(ADS)误启动、热段2英寸破口等严重事故序列进行了模拟计算,分析反应堆系统的热工水力行为。并通过安全壳系统的压力和温度响应,分析了非能动安全壳冷却系统在严重事故工况下的冷却能力。计算表明,对于分析的严重事故工况,在72h内,PCS的冷却能力能够保持安全壳内压力和温度处于较低水平,可以保障安全壳完整性。分别针对PCS水膜覆盖率以及环境温度对PCS冷却效果进行了敏感性分析,表明水膜覆盖率降低和环境温度升高均会使PCS冷却能力降低,安全壳内压力升高,但均未超出其设计压力。     

基于CERT试验台架的PCS系统关键影响因素分析

非能动安全壳冷却系统(Passive Containment Cooling System,PCS)是第三代非能动反应堆的专设安全系统之一,用于在事故情况下导出安全壳内热量。基于非能动安全壳冷却系统综合性能试验台架(Containment safety v Erification via integ Ral Test,CERT),本文研究影响PCS系统冷却效果的关键因素。采用安全壳分析程序针对CERT试验台架进行建模和计算,将计算结果与试验结果进行了对比验证。在此基础上模拟了冷管段双端断裂事故喷放下的试验壳内压力响应,并对壳外冷却水流量、壳外冷却水膜覆盖率、环腔风速等关键参数进行了敏感性分析。结果表明,冷却剂丧失事故(Loss Of Coolant Accident,LOCA)工况下,壳内压力经历两个峰值后逐渐降低,峰值压力0.266 1 MPa。壳外冷却水流量、水膜覆盖率对冷却效果影响显著,二者的降低将造成壳内压力的升高;环腔风速的增大有一定的降压作用。     

卡轴事故下事故容错燃料对核反应堆安全潜在影响分析

为分析卡轴工况下事故容错燃料（ATF）对反应堆安全的潜在影响，以中国改进型三环路压水堆（CPR1000）为参考电站，基于系统分析程序NUSOL-SYS进行了二次开发，研究了不同ATF组合在卡轴工况下的表现，并对ATF包壳表面特性变化可能引起的换热系数和临界热流密度（CHF）变化开展了敏感性分析。分析结果表明，在卡轴工况下，ATF包壳表面特性变化导致的换热系数和CHF变化会对芯块最高温度和包壳峰值温度（PCT）产生较大影响，热导率大的ATF芯块能极大地降低芯块温度，比热容大的ATF材料能降低PCT。     

超临界水冷堆CSR150概念设计

超临界水冷堆（SCWR）是第IV代核能系统候选堆芯之一。在中国核动力研究设计院提出的中国超临界水冷堆（CSR1000）概念设计方案的基础上，提出了超临界技术示范堆（CSR150）概念设计方案。本文开展了CSR150堆芯设计研究，堆芯采用45盒燃料组件设计，通过燃料富集度分区及双流程冷却剂流动方案设计，提升冷却剂出口温度并降低燃料包壳温度。研究分析表明，本文方案中功率分布、燃料包壳温度等关键参数满足CSR150设计目标和设计准则要求。     

安全壳压力和温度分析的质量及能量方程

大破口失水事故分析的目的是检验应急堆芯冷却系统在该事故条件下是否具有保证燃料元件完整性的能力。在事故期间，由于燃料元件的完整性与安全壳压力密切相关，当安全壳内的压力比较高时，燃料元件的完整性比较容易保证；当安全壳内的压力比较低时，燃料元件比较容易损坏。在相同的应急堆芯冷却系统条件下，采用不同的安全完模型可能会得到不同的堆芯燃料元件的峰值包壳温度。比较保守的大破口失水事故分析方法一般都假定在事故期间的安全完压力为认0.1MPa，这种假定从设计上有利于保证堆芯燃料元件的完整性，但是不利于提高核电厂的经济性。根据美国联邦法规SECY一83—472(最佳估算 部分保守)方法，建立一种现实的和相对保守的安全完模型与大破口失水事故程序进行堆芯热工水力特性和安全完压力耕合计算，在保证堆芯安全性的同时可提高核电厂的经济性，克服由人工输入安全完压力进行大破口失水事故计算带来的不确定性是本文的目的。     

Optimization Analysis on Pressure Suppression System of Small Reactor Containment

The containment pressure rises rapidly after LOCA, especially for the small reactors containment with very small free capacity, in order to avoid the rapid rise of containment pressure in the short term after LOCA, a pressure suppression system should be arranged in the containment. In this paper, the GOTHIC program was used to model the containment with pressure suppression system, and sensitivity analysis was carried out on the thermal response of containment after LOCA under different configuration schemes of pressure suppression system, the demonstration method of containment capacity with pressure suppression pool system and the optimal scheme were obtained. The analysis results show that the pressure suppression pool can significantly reduce the pressure in the containment, the pressure in the containment varies greatly under different configurations of pressure suppression pool modules, and the optimal configuration should be carried out for the containment design scheme in the design process.     

基于安全围壁的浮动堆旁路泄漏设计研究

基于陆上核电厂二次安全壳的概念,引入了浮动堆安全围壁的构想,提出了“安全壳+安全壳围壁+堆舱”的放射性包容模式。研究了评价安全围壁的旁路泄漏设计思路,提出识别旁路泄漏途径和确定旁路泄漏率的方法。给出了安全围壁负压的设计依据,为后期浮动堆通风系统的设计提供参考。      

Containment integrity is a major part of KKL-safety systems PRA

Assuming a hypothetical accident with core meltdown, hardware changes are described with which the containment integrity of the Leibstadt NPP can be secured. Venting of the containment through the standby gas treatment system is initiated manually. This system is called COSA (Containment Safeguard).The COSA system has been compared with other proposed European Systems and it is at least equivalent or better.The pressure margins for the containment failure are determined and compared with the design pressure.The expected population doses without and with COSA are presented.On the basis of a fault tree PRA the gain in overall safety is derived. A cost-benefit analysis on the three safety levels 1, 2 and 3 leads to a general formula as a proposal to minimize the ratio of investment cost to safety gain.     

关于压水堆安全壳功能设计审评的相关问题的探讨

本文针对压水堆核电厂安全壳功能设计中的分析方法、保守假设以及相应的安全要求等方面在审评中发现的一些问题进行了进一步探讨,以确保计算得到的事故后安全壳峰值压力是保守的,保证事故后安全壳的完整性。     

Basic concept of a near future BWR

This paper shows a basic concept of a near future boiling water reactor (BWR) aiming at evolutional safety and cost savings with minimum change from the current advanced BWR (ABWR). The plant output is uprated to 1500 MWe from 1356 MWe. This power uprate can bring about potential of 11% cost saving per MWe base. Safety improvement as a next generation large reactor is also achieved.

The advanced reinforced concrete containment vessel (ARCCV) is used for the containment vessel to improve safety for severe accidents. The peak pressure of the containment at severe accidents can be kept close to the design pressure. The advanced passive containment cooling system (APCS) is also provided and can accomplish no primary containment vessel (PCV) venting.

The advanced emergency core cooling system (AECCS) consists of four divisions in the front line. The advanced passive cooling system (APCS) is also provided. The combination of the four divisional emergency core cooling system (ECCS) and the passive safety system improves the plant performance in probabilistic safety assessment (PSA).

This plant concept is designed based on the heritage of the current ABWR. No more major research and development (R&D) are necessary. Therefore, construction and operation is possible in the early 2010s.     

AP1000非能动安全壳冷却水WGOTHIC分析

本文应用WGOTHIC程序对AP1000核岛整体分工况建模,系统分析了多种情况下冷却水装量对安全性的影响。结果表明：非能动安全壳冷却系统失效1 000 s后,安全壳超压;冷却水冷却72 h后得不到冷却水的补充,0.9 d后安全壳超压;冷却水冷却19.6 d后,安全壳虽超压,但小于安全壳屈服极限压力;冷却水冷却30 d后,空气冷却已足够带走堆芯衰变热,而不需人为干预。结果为应急计划制定和设计改进提供了依据。     

HTR-10安全负压通风系统的设计

由于高温气冷堆具有固有安全性，因此在高温气冷堆的设计中采用通风式包容体替代了密封承压式安全壳，在供暖，通风与空调（HVAC）系统中相应采用了安全负压通风系统，以保证包容体在正常工况或事故工况下都能满足与安全相关的一切功能，本文介绍了10MW高温气冷实验堆（HTR－10）安全负压通风系统的设计与评价。     

AC600非能动安全壳冷却系统的概率安全分析

ＡＣ６００是我国改进型压水堆核电站，本文对其在概念设计阶段的非能动专设安全设施中的安全壳冷却系统进行了概率安全分析（ＰＳＡ）。文中采用故障树技术，定旧计算出了系统的不可用度及置信区间，主要部件故障对不同度的贡献和各组成单元的重要度等，并将计算结果与国内外现有压水堆核电站进行了比较，经比较得出ＡＣ６００采用非能动安全冷却系统，将能明显提高核电站的安全性，可靠性和经济性，由于它是一种新的设计，因此围绕