基于THERMIX/BLAST和vPower平台的HTR-PM启停堆过程仿真分析

将THERMIX/BLAST程序嵌入至vPower仿真平台,开发球床模块式高温气冷堆示范电厂(HTR-PM)工程模拟机。在该工程模拟机上进行双堆冷启动过程和双堆正常冷停堆过程的模拟仿真,分析2种工况中反应堆功率、氦气流量、蒸汽发生器出入口参数及汽轮机入口蒸汽参数等关键参数的变化趋势,总结双堆冷启动过程和双堆正常冷停堆过程的运行特点。结果表明,2个反应堆在运行过程中互相影响,二回路参数变化是2个反应堆耦合的结果。     

基于流动与传热网络的HTR-PM堆内热工水力模拟

球床模块式高温气冷堆核电站（HTR-PM）全尺寸模拟机的开发是示范工程的重要组成部分,HTR-PM堆内热工水力过程的模拟是模拟机开发的关键技术之一。本文针对堆内热工水力过程的模拟进行了研究,根据堆内几何结构和热工水力过程的特点,采用组件搭建的方式建立了HTR-PM堆内流动与传热过程的计算模型,基于所建立的流动与传热网络模拟方法,编制了相应的模拟计算程序,实现了HTR-PM堆内热工水力过程的模拟,给出了反应堆50%FP、100%FP稳态工况、控制棒误提升事故工况的模拟结果,通过与设计分析程序THERMIX的比较进行了验证。对比结果表明,模拟方法和基于流动与传热网络的计算模型能够满足模拟机的开发要求,反映了堆内热工水力过程的特点。     

核电厂DCS系统功能验证工程模拟机研究

建立了核电厂分布式控制系统(DCS)功能验证工程模拟机系统.该系统采用RELAP5建立热工水力模型,利用MATLAB/Simulink建立电厂主要控制系统数学模型,利用MYSQL建立数据库,利用VisualStudio.NET开发了系统控制台;采用数据采集系统实现工程模拟机与现场DCS系统间的实时信号通讯,从而实现对DCS系统的功能验证.验证结果表明,系统能实现实时运行,并满足DCS系统硬件和逻辑功能测试的要求.     

基于堆芯模型耦合过渡方法的严重事故模拟机开发研究

采取系统分析程序耦合过渡一体化严重事故（SA）分析程序的方法,对严重事故模拟机的开发进行研究。该方法首先使用系统分析程序计算事故早期响应,当满足耦合条件时,系统程序停止计算,切换至严重事故程序计算模拟事故中晚期。为实现切换时参数平滑过渡,以全范围模拟机常用程序RELAP5和严重事故程序MAAP4为例,主要分析了两程序热工水力模型重叠部分的堆芯区域的物理模型,选择传递了堆芯节点的芯块温度、包壳温度和堆芯功率。基于通用百万千瓦级压水堆小破口失水事故（SBLOCA）模型,使用该方法计算和SA程序单独计算进行对比验证。结果表明,过渡参数的选取是正确的,该系统分析程序耦合过渡SA程序的方法不仅能成功平滑地过渡参数,还保证了后续计算的准确性。      

大亚湾核电站全范围模拟机升级改造中软件移植和开发的规划及策略

本文介绍了大亚湾核电站全范围模拟机的软件结构,并从模拟机的软件结构着手介绍了模拟机升级改造中软件移植和开发的策略以及在此过程中遇到的问题和解决方法。     

基于模拟机实验的核电厂数字化主控室人因失误辨识

为了识别核电厂数字化主控室中操纵员的主要人因失误模式,本文基于现场观察、操纵员访谈以及认知行为分析识别操纵员的主要认知功能,并据此建立了人因失误分类体系。在此基础上,通过模拟机实验识别数字化主控室操纵员的主要人因失误模式及其原因,为提高核电厂操纵员的行为可靠性、人因失误的减少和预防提供理论支持。     

基于RELAP5-3D的全范围模拟机CPR1000反应堆SGTR影响分析

以全范围模拟机为平台模拟中国改进型百万千瓦级压水堆(CPR1000)堆型核电机组在发生单根传热管断裂事故(SGTR)瞬态,对事故后1.5 h不干预和1.5 h内依照事故规程进行干预分别进行计算,并通过与文献的对比对仿真结果的准确性进行验证,研究主要参数的变化趋势并分析其变化原因,给出完整的事件序列和操作员干预的措施。     

可视化交互式核动力系统模拟平台VITARS的开发与验证

针对核反应堆系统热工分析软件RELAP5存在的人机交互不友好的问题,本文开发了可视化交互式核动力系统模拟平台VITARS。VITARS在可视化用户操作界面的基础上,满足RELAP5模块化建模、计算运行控制、计算结果实时显示和多RELAP5耦合计算的功能需求,还具备一个反应堆控制逻辑计算系统。通过VITARS用户可在计算过程中对阀门开度、主泵转速等参数进行手动调节。另外,得益于普适性的数据交互接口,VITARS还可作为一个交互平台,具有与其他热工水力程序耦合的可行性。最后通过对岭澳核电站机组的稳态模拟验证了VITARS的计算准确性。     

基于Ionic开发平台的数据库创建

针对多个大科学工程中各种实验器件,如光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)、读出电子学电缆等性能批量测试数据管理的实际需求,开发了基于Ionic平台的相关数据库。该数据库利用Angular.js、Ionic和HTML5为前端,以Node.js和Express为后端服务,生成的My SQL数据库可运行于手机客户端与Web端的数据管理系统。以同一套代码完成跨平台运行,实现在不同浏览器(Chrome、IE、Safari)、不同系统(Windows Phone、Android、IOS)上运行的具有完整功能的数据库软件。具备对实验项目中部分测试数据进行跟踪、记录和查询等功能,为项目的进行提供有力的保障。     

基于模块化特征线方法的二维/一维耦合输运程序开发

随着各种新堆型的提出,全堆芯非均匀计算的需求也日益迫切。基于需求和可行性的考虑,提出了二维/一维(2D/1D)耦合方法求解三维(3D)非均匀问题,国际上已经开发出许多这样的程序。本文基于模块化特征线方法开发了2D/1D耦合程序—MOCHA_2D1D,2D耦合程序计算采用模块化特征线方法,1D耦合程序计算采用Sn差分方法。经过验证,程序计算精度符合反应堆物理计算要求。     

HTR-PM二回路图形建模与仿真研究

介绍了在vPower仿真平台上嵌入THERMIX代码来研究紧凑型高温气冷堆仿真机的方法。根据模块式高温气冷堆示范电厂二回路系统的特点和结构,利用vPower仿真平台建立二回路各个系统的组态模型并进行稳态和瞬态仿真结果分析。结果表明,稳态值与设计值的误差均在2%范围内;额定工况下,主调节阀关小和给水流量减少2个典型瞬态响应过程曲线趋势合理,动态响应各项指标及最终稳定值满足要求;循环水泵关闭导致凝汽器循环水中断的事故情况下,因凝汽器真空过低调节主蒸汽阀门迅速关闭,主蒸汽流量减小同时汽轮机跳闸。     

核电站工程模拟器中的RELAP5建模

文章涉及数值反应堆系统(DRS)组成部分之一的核电站热工水力模块的PELAP5建模方法。建模分为:RELAP5源程序的改造;利用原始RELAP5进行电厂的常规建模;利用改造后的RELAP5进行电厂的特殊建模。该电厂模型构造方法不仅可动态采集RELAP5模型节点上的参数,且可动态控制节点上的部分参数,满足核电站工程模拟器的要求。     

GASFLOW应用于HTR-PM冷却剂排放事故分析

模块式高温气冷堆(HTR-PM)在冷却剂排放事故下的舱室承压能力是反应堆安全分析的重要对象。通过对FLUENT、GASFLOW和RELAP5的计算结果进行对比分析,发现GASFLOW因其兼顾计算效率与计算结果合理性的特性,最适合反应堆舱室在冷却剂排放事故下的承压计算。     

微机型船用核动力工程仿真器系统初步设计

基于船用核动力装置安全管理、开发研究的需求及核电站仿真技术的发展，分析了研制微机型船用核动力工程仿真器系统的重要意义。按软件工程的思想，从仿真器系统的功能设计、总体设计、模块设计三方面论述了该系统的设计思路及实现方法，并对日本核动力舰船“陆奥”号的回路系统进行了初步的模拟设计。该系统的实现将进一步提高船用核动力装置的优化设计、安全运行和科学管理水平。     

HTR-PM直流蒸汽发生器的建模与分析

球床模块式高温气冷堆核电站示范工程（HTR-PM）采用两座模块式高温气冷堆带一台汽轮发电机组的技术方案,为了开展其运行特性研究,清华大学核能与新能源技术研究院开发了针对HTR-PM的工程模拟机,其中螺旋管式直流蒸汽发生器的模型还需进一步完善。本文深入分析了螺旋管式直流蒸汽发生器的流动、换热规律,明确了蒸汽发生器一次侧和二次侧的流动与换热模型,通过对稳态工况中分布数据的详细分析,说明了模拟结果的正确性。为适应更多模块的高温气冷堆核电站的运行分析要求,通过网格划分方案的讨论与优化,在保证实时性的前提下,提高了蒸汽发生器中流动与换热模拟的准确性,为下一步采用工程模拟机开展其运行特性研究打下基础。     

HTR-PM进气事故缓解措施初步分析

热气导管双端断裂(DEGB)事故因其可能造成的严重后果逐渐引起研究者的大量关注。对于200 MWe球床模块式高温气冷堆(HTR-PM),DEGB进气事故是其事故安全分析中重点关注的事故类型。针对HTR-PM DEGB进气事故,提出了从装料管注入一定流量的氮气或氦气以缓解事故后果的方案,并利用系统分析程序TINTE-TIIXUW,计算分析了注入不同流量氮气和氦气对进气事故的缓解效果。分析结果表明,注入氮气时,注气流量需达到一定值才能起到缓解效果,而注入氦气时,注气流量小或大均能有效缓解事故后果,这为后续的实际工程应用提供了很好的参考和帮助。     

Experimental study on the adsorption and desorption of tritium in the graphite materials for HTR-PM

Tritium behavior in the reactor such as production, diffusion and release are accompanied by their adsorption and desorption in graphite materials, which are essential to the safety of high temperature gas cooled reactor (HTGR). In order to study this important issue, hydrogen instead of tritium is experimentally used in this work and justified viable by theory. By performing multiple sets of comparative experiments, the features of hydrogen adsorption and desorption behavior changing by adsorption temperature and time in typical graphites used in HTR-PM (High Temperature Gas Cooled Reactor – Pebble Bed Module), i.e. reflective layer, fuel element and boron carbon bricks, have been observed and analyzed. Furthermore, the adsorption rates of hydrogen in the three materials as above at different conditions are also given. Based on the experimental results, tritium behavior in the HTR-PM was inferred and estimated, which is significant for the further study on the mechanism of tritium transport.     

HTR-PM燃料元件生产穿衣工艺及设备研制

自主研制了穿衣工艺所用非标设备,包括穿衣系统、滚筒筛、振选台、均匀化设备、不合格颗粒回收系统等。工艺实验结果显示,穿衣颗粒成品率高且稳定,破损率满足设计要求。设备易于操作控制,完全能满足高温气冷堆示范电站燃料元件规模生产的需要。