应用GOTHIC8.0程序分析AP1000核电厂PCS传热传质过程

研究应用GOTHIC8.0程序分析AP1000核电厂非能动安全壳冷却系统(PCS)传热传质过程,通过理论计算和程序分析两种方式对分析结果进行比较和评价。研究结果表明:GOTHIC8.0程序的DLM-FM模型适用于模拟安全壳内蒸汽在安全壳内壁面的冷凝传热传质过程,Film模型适用于模拟安全壳外水膜的蒸发传热传质过程。GOTHIC8.0程序可用于分析AP1000核电厂PCS传热传质过程,为AP1000核电厂在设计基准事故(DBA)下安全壳响应分析提供了另一种可行的工具。     

CERT试验WGOTHIC程序3D建模方法研究

美国NRC批准应用WGOTHIC程序中集总参数法分析非能动核电厂DBA事故后安全壳响应,该程序采用CLIME模型来模拟非能动安全壳冷却系统(PCCS)传热传质特性,即壳内蒸汽凝结、钢壳导热和壳外水膜蒸发过程。本论文研究WGOTHIC程序中分布参数法(3D模型)分析PCCS传热传质特性的可行性,并与该程序中集总参数法和CERT试验值两种方式对分析结果进行比较验证。结果表明WGOTHIC程序中分布参数法(3D模型)可用于分析PCCS传热传质特性,保守地进行非能动安全壳响应分析。     

核反应堆冷却剂丧失事故下喷淋液滴特性研究

在核反应堆发生冷却剂丧失事故（LOCA）时,大量质能释放到安全壳内,通过喷淋能有效降低安全壳内的温度及压力。考虑喷淋液滴下落过程中体积、质量、温度及阻力系数的变化,应用对流传热及传质关联式,计算得到液滴与周围介质的传热、传质特性。计算结果与TOSQAN试验对比符合较好。对不同液滴尺寸、不同环境压力及蒸汽未达到饱和的情况进行了计算,分析了喷淋的影响,结果可为喷淋系统的设计与应用提供一定的理论依据。     

安全壳冷却系统蒸汽冷凝传热研究综述

为保证事故条件下核电厂安全壳的完整性,新一代核电厂广泛采用安全壳冷却系统对事故中释放的蒸汽进行冷却,达到持续稳定导出堆芯蓄热与衰变余热的目的。含不凝性气体（空气、氢气等）的蒸汽在安全壳换热壁面上的冷凝传热成为疏导安全壳内部热量的重要手段。本工作对核电厂事故条件下含不凝性气体蒸汽的冷凝传热进行综述研究,深入全面分析传热过程,提出针对性意见,为核电厂安全壳冷却系统的热工水力研究奠定了基础。     

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。     

AP1000安全壳流动循环与热分层一维模型分析

非能动安全壳冷却系统是先进大型压水堆AP1000核电厂的重要安全系统之一,该系统利用安全壳内及安全壳外空气流道中的自然循环过程将安全壳内的热量带至环境中,大空间内的循环与热分层现象对安全壳内的传热及流动特性具有重要影响。本文基于热分层理论,针对钢制安全壳内、外的自然循环过程,建立一维计算模型,在提高计算效率的基础上,得到安全壳内的温度分布,并与三维模型的计算结果进行了对比,验证了模型的合理性;同时得到了安全壳内压力及组分的分布。     

非能动安全壳冷却系统空气流道阻力特性及结构敏感性研究

应用经试验验证的计算流体动力学(CFD)程序分析第三代先进核电厂非能动安全壳冷却系统(PCS)空气流道阻力特性。结果表明:空气流道阻力系数随着流速的增加变化不大,主要阻力出现在空气入口、导向叶片和上升通道;导向叶片的设计可降低流动损失,可通过对叶片形状进行优化减小阻力系数;受安全壳传热需求限制,上升通道与下降通道之间的间距比取1∶3是合适的。     

基于菲克定律和传热传质相似原理的含不凝气体冷凝换热研究

含不凝气体的壁面冷凝现象在核电厂事故工况下安全壳的排热过程中发挥着重要作用。本文在回顾和分析已有安全壳分析程序中所采用的主流冷凝模型的基础上,考虑了气体边界层温度梯度对抽吸效应的影响以及法向传质对显热换热的影响,提出了基于菲克定律和传热传质相似原理的含不凝气体冷凝换热的改进模型。进一步地,通过Dehbi冷凝实验和Wisconsin冷凝实验分别验证了改进模型较已有实验拟合类模型及机理类模型的优越性。本改进模型可嵌入已有安全壳分析工具中,提升安全壳相关事故分析的准确性。     

非能动安全壳冷却系统热工水力单项试验

非能动安全壳冷却系统热工水力单项试验研究是先进压水堆关键技术研究项目.本试验利用德国Karlsruhe研究中心的PASCO试验装置,并对其进行改造,主要研究事故工况下非能动安全壳环形空腔内传热传质机理,包括于平板传热试验、加热平板蒸发传热试验、辐射传热试验,从而获得不同温度、环腔尺寸、表面黑度、喷淋流量对流动及传热的影响,验证相关模型及为设计提供参考.     

非能动安全壳冷却系统瞬态特性试验研究

针对基于回路热管技术的非能动安全壳冷却系统开展瞬态特性试验,根据试验数据分析系统在液柱启动方式下自然循环流量、安全壳压力、流动不稳定性等过渡特性。结果表明:基于回路热管技术的非能动安全壳冷却系统具有良好的启动特性,可实现事故工况下安全壳内热量的顺利导出,且能够在启动阶段实现安全壳压力的快速下降。系统具有流动不稳定性工况区域,其影响因素与冷却水箱温度、安全壳压力及系统输入功率有关,流动不稳定性未对安全壳内压力趋势造成明显影响。     

核电厂新型预应力混凝土安全壳及其非能动冷却系统设计与分析

本文以CAP1700核电厂为例,提出了一种新的核电厂预应力混凝土安全壳及其非能动冷却方案,介绍了新式非能动安全壳冷却系统热工水力计算方法,并给出事故工况下新非能动安全壳冷却系统的运行参数。结果表明,CAP1700非能动安全壳冷却系统的设计是可行的,能满足事故工况下的冷却需求。贮水箱水量有很大的裕量,可通过计算进一步优化贮水量。     

Understanding aging in containment cooling systems

A study has been performed to assess the effects of aging in nuclear power plant containment cooling systems. Failure records from national databases as well as plant-specific data were reviewed and analyzed to identify aging characteristics for this system. The predominant aging mechanisms were determined, along with the most frequently failed components and their associated failure modes. This paper discusses the aging mechanisms present in the containment spray system and the containment fan cooler system, which are two systems used to provide the containment cooling function. The failure modes, along with the relative frequency of each, are also discussed.     

基于经验-解析数据的某核电安全壳地震易损性分析

本文基于混合数据的地震易损性分析方法,对我国已运行核电厂地震易损性分析进行研究。首先基于地震危险性分析和分解结果,生成了我国华南地区某核电厂厂址条件谱;然后采用贪心优化算法,选取符合厂址危险性的地震动记录;基于增量动力分析方法,生成我国某核电厂安全壳地震易损性安全系数FS和FSA的解析数据;地震易损性其他参数采用经验数据,基于经验-解析数据,生成了我国某核电厂安全壳地震易损性曲线。建议将基于经验-解析数据的地震易损性分析方法应用于我国核电厂安全壳初步地震易损性分析中。     

非能动安全壳冷却系统空气流道自然循环的比例分析与设计

在考虑建设试验台架经济性的前提下,缩小比例的单项和整体效应试验台架对研究和开发大型先进压水堆核电站及其分析验证程序都具有重要意义。非能动安全壳冷却系统（PCS）壳外空气流道内的自然循环在安全壳非能动冷却性能中发挥着重要的作用。本文从自然循环的数学模型出发,推导出了单项和整体效应试验台架的比例设计方法。在给定壳内热流密度的条件下,通过PCCSAP-3D程序对CAP1400非能动安全壳的2/5比例单项效应试验理想比例台架（ISF）进行模拟。结果表明,本比例分析与设计方法以及在降低高度台架上模拟自然循环是可行的。     

CANDU6核电厂无过滤安全壳通风模式的研究

CANDU6核电厂早期设计未考虑严重事故对策,在严重事故下,CANDU6核电厂的安全壳容易失效。为了解决这一问题,本文研究了无过滤安全壳通风模式对CANDU6核电厂安全壳的影响。本文选取典型的全厂断电严重事故,利用重水蒸气回收系统作为无过滤安全壳通风的路径,初步研究了该通风模式下对安全壳完整性的保持和对裂变产物源项的滞留能力。研究表明:该通风模式可以有效保持安全壳的完整性,同时,对裂变产物源项也有一定的滞留能力。     

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     

Stratified One- and Two-Phase Flows in Horizontal Pipes and Pipe–Tank Systems

The normal operation of the system which in an emergency removes heat from the containment envelope of a nuclear power plant is studied. The experimental results obtained using a model of this system are presented. Unstable operating regimes of the heat removal system are found. These regimes are due to the appearance of hydraulic shocks and equipment vibrations. The reasons for these phenomena are determined. It is noted that the instability of the operation of the system is due to the penetration of relatively cold coolant from the cooling tank into the drain pipe.     

AP1000核电站非能动安全系统的比较优势

面对日益增长的核电发展需求,几乎所有的国家都把新的核电项目定位于第Ⅲ代核电技术,其中一个重要原因就是因为第Ⅲ代核电技术的安全性相对于第Ⅱ代和Ⅱ+核电技术的安全性有了很大提高。第Ⅲ代核电技术中的AP1000采用非能动安全技术,极大提高了安全性能指标。对AP1000与第Ⅱ代核电技术中具有代表性的安全系统,即AP1000中的非能动安全壳冷却系统(PCS)和第Ⅱ代核电中的喷淋系统(SCS),进行了比较,从概率安全评价(PSA)的角度对它们进行分析,通过具体计算得出了非能动安全系统具有比较优势的原因。