核电厂非能动氢气复合器消氢特性试验研究

根据非能动氢气复合器(PAR)的工作状态特点和启动阈值、停止阈值、消氢能力、点火阈值等关键特性参数的要求,设计建立能够模拟安全壳内事故环境条件、在非能动条件下开展PAR关键特性参数验证试验的试验装置,制定相应的试验方法,开展启动阈值试验、启动时间试验、消氢能力试验和点火阈值试验等,获得PAR的关键特性参数。试验结果表明:PAR关键特性在不同的试验参数条件下测试结果也不同;在制定PAR消氢特性参数要求时需要限定试验方法和试验参数条件,以便获得统一的、定量的PAR的消氢特性参数。     

非能动氢复合器布置浅析

本文阐述了反应堆厂房内布置非能动氢气复合器的目的,对非能动氢气复合器的结构进行了描述,详细分析了反应堆厂房内的氢气来源及氢气分布,给出了氢复合器的布置原则,并在布置原则的指导下对岭澳二期氢复合器进行了布置,通过对布置结果的分析证明其是可行的。     

一个换料周期前后非能动消氢复合器催化片消氢效率对比试验

从设备功能、设备组成、现场布置、在役试验方法和周期等方面介绍秦山第二核电厂3、4号机组使用的非能动消氢复合器。对经过1个换料周期使用前后的4组催化片进行消氢效率对比试验,对比分析调试与生产过程中容易发生的锈蚀、油污等问题对催化片消氢效率的影响。试验结果表明:经过1个换料周期后,由于受油污、灰尘等因素的影响,催化片的消氢成功时间与初始结果相比略有延长;少量锈蚀和油污对催化片的消氢效率未产生显著影响,但锈蚀容易造成催化片穿孔、破损,油污板片试验过程中产生的烟气容易对消氢过程产生干扰。     

核电厂非能动氢复合器研制

核电厂非能动氢复合器主要用于消除严重事故后安全壳内产生的氢气,避免氢气聚集而产生爆炸。根据H2和O2催化反应消氢的工作原理,设计以Pt、Pd混合配比作为催化剂的催化板,并以此为核心部件,设计制造能够在非能动条件下持续消氢的非能动氢复合器。针对核电厂安全壳严重事故后的消氢要求,开展非能动氢复合器在不同温度、压力、氢气体积分数等条件下的消氢速率试验,不同毒物对消氢效果影响试验以及启动和停止阈值试验。研究结果表明,非能动氢复合器达到了核电厂事故后消氢技术要求,可直接应用于二代堆型核电厂,还可以应用于EPR或AP1000等三代堆型核电厂。     

非能动氢复合器的应力分析和评定

非能动氢复合器是核电站重要的安全屏障,能够避免核电站因氢气积聚而引发的燃烧和爆炸。在福岛核事故之后,国内外核电站更加重视非能动氢复合器的作用。本文主要研究非能动氢复合器在地震和LOCA工况下的应力状态。利用有限元软件ANSYS建立模型,合理考虑LOCA工况下气流载荷对结构的影响,最后按照RCC-M规范进行评定。结果表明,该结构满足RCC-M规范的相关要求。本文可以为非能动氢复合器应力分析与评定提供参考。     

反应堆非能动氢气复合器严重事故下消氢性能研究

非能动氢气复合器（PAR）是核电厂主要的消氢措施。在严重事故下,某些裂变反应产生的特殊杂质(如I₂、CsI、CO等)可能对催化剂产生有害的影响,为保证PAR消氢性能的可靠性,中毒机理研究十分必要。本文根据相关试验研究结果,从铂、钯金属原子分布结构、催化反应性面积两个方面对催化剂中毒效应进行机理分析,研究得出催化剂中金属原子的分布结构、进入PAR的实际毒物浓度等均是影响催化剂中毒效应的关键因素。     

非能动式氢气复合器在田湾核电站的应用

基于福岛核电氢爆事故,文章介绍了非能动式氢气复合器在田湾核电站的应用,分析了非能动式复合器的反应原理、在役试验以及再生试验过程,最后对田湾核电历次非能动式氢气复合器的性能试验数据进行了分析。     

安全壳消氢系统催化板效率试验影响因素分析

本文通过对某核电站安全壳消氢系统(EUH)非能动氢复合器催化板效率试验的试验方法和催化板本身特性的分析,确认对催化板消氢效率试验结果影响较大的因素,并且针对这些影响因素给出相应的应对措施。大修期间的试验数据表明本文给出的各项应对措施是非常有效的,对其他核电项目具有参考意义。     

未来核电机组安全壳消氢系统的工艺方案研究

本文立足于新版HAF法规的要求，参考大田湾核电站、秦山三期和岭澳二期的安全壳消氢系统设计，对用于未来核电机组安全壳内可燃气体控制的安全壳消氢系统的设计功能、消氢设备选择配置及系统运行方案进行初步研究，重点对非能动氢复合器（PAR）和点火器这两种消氢设备的特点进行比较，并针对未来核电机组提出PAR＋点火器的系统初步工艺方案。     

基于CFD的安全壳局部隔间非能动氢气复合器布置方案研究

非能动氢气复合器用于压水堆核电厂严重事故条件下安全壳内氢气的消除。通过计算流体力学(CFD)方法能够给出事故条件下非能动氢气复合器周围三维流场和温度场的分布。基于CFD程序根据非能动氢气复合器消氢公式,计算非能动氢气复合器进出口的气体流量和气体组分,并作为非能动氢气复合器的边界条件,开展三维空间内非能动氢气复合器消氢速率和氢气分布情况研究。结果表明：简化的非能动氢气复合器模拟方案能很好地模拟非能动氢气复合器样机的消氢效果;对安全壳内局部隔间开展非能动氢气复合器消氢效果研究发现,在相同环境条件下,非能动氢气复合器布置在较高位置与布置在较低位置相比,布置在较高位置时,非能动氢气复合器具有更高的消氢速率,隔间整体氢气浓度较低,但是非能动氢气复合器布置在较高位置时出现隔间底部局部氢气聚集的情况。     

非能动氢复合器表面催化反应与热工特性实验研究

针对非能动氢复合器催化板开展了表面催化反应与流动传热耦合特性机理实验研究,分析了不同入口流速和入口氢浓度对化学反应与流动传热特性的影响。结果表明:催化板表面温度总体上呈现出前段高、后段低的规律;入口流速越大,出口氢浓度越高,入口流速对催化板表面温度呈现出非单调影响;入口氢浓度越高,出口氢浓度和催化板表面温度均升高。     

AP1000非能动球状消氢催化剂盒失效后再生试验

三门核电1号机组是AP1000第三代核电的全球首堆,也是国内电站首次将新型、性能更优异的非能动球状消氢催化剂盒用于设计基准事故下的安全壳内氢气复合工作,以确保第三道屏障安全壳的完整性。分析非能动球状消氢催化剂盒的失效机理,逐项排查导致消氢效率下降的原因,并摸索开发非能动球状消氢催化剂盒失效后的再生试验方法,完成失效催化剂盒的再生工作,实现了消氢效率恢复到或接近出厂前的效率,经过现场实际验证,该方法有效地解决了AP1000非能动球状消氢催化盒消氢效率失效的问题,为项目进展节约了经济费用和时间成本。为其他AP1000机组对该非能动消氢催化剂盒的使用提供经验借鉴。     

基于DLL的GOTHIC 8.0程序氢气复合器模拟方法研究

非能动氢气复合器已广泛应用于核电厂氢气威胁的缓解和消除。本文通过对GOTHIC 8.0程序进行二次开发,采用外部动态链接库（DLL）编译、调用的方式,精确模拟了非能动氢气复合器的实际消氢能力,进而将采用该方法计算得到的消氢结果分别与公式计算、MAAP5程序算例计算结果进行比较,结果符合度高,验证了该方法的合理性。本文提供的模拟方法不仅为安全壳氢气风险缓解分析提供了新方法,也为GOTHIC程序开发提供了新思路。     

二次侧非能动余热排出系统启动特性试验研究

二次侧非能动余热排出（ASP）系统是国内二代加型百万千瓦级压水堆核电厂应对全厂断电事故的重要改进项。为获取ASP系统的启动特性,基于比例模化方法设计建造了ASP系统试验装置。试验结果获取了不同因素对ASP系统启动特性的影响。结果表明：蒸汽发生器二次侧水装量与ASP系统隔离阀动作时间对ASP系统的启动特性影响较小;ASP系统的流量随蒸汽管线与回水管线阻力系数的增大而降低;蒸汽释放阀（VDA）的往复开启引起自然循环流量的波动,当VDA关闭后自然循环可恢复至稳定状态;换热管内初装水的水量影响ASP系统初始流量峰值;所有试验工况中均建立了稳定的自然循环。     

氢气复合器算例数值模拟结果的不确定性分析和敏感性分析

在安全壳氢气分析中,由于输入参数具有不确定性,因此计算结果也具有不确定性。研究计算结果的变化范围,以及各输入参数对计算结果不确定性的贡献,在安全层面具有重要意义。为了对安全壳氢气复合器算例进行数值模拟,首先向计算流体力学程序HYDRAGON内添加复合器模型,然后选定燃爆转变因子和爆炸总能量及其相关的时刻量作为研究对象。对若干输入参数进行抽样后进行数值模拟。采用非参数统计方法,分析计算结果的不确定性,给出其变化范围。分析计算结果和输入参数之间的敏感性,筛选其不确定性出对计算结果影响较大的输入参数。     

非能动安全壳冷却系统综合性能试验研究

新开发的非能动安全壳冷却系统(PCS)需要进行试验验证,缩比例试验是一种直接有效的验证方法。本文介绍了PCS综合性能试验台架的比例设计方法、试验台架系统、试验工况。分析了典型试验工况下壳内压力变化情况,气相存在、壳体冷凝换热的无量纲数变化特性,结果表明关键无量纲数处于可接受范围。证明了采用的PCS试验方法的合理、有效,采用该方法设计的台架试验结果可以对原型的物理现象进行准确的相似模拟。