HFETR自然循环能力分析研究

针对高通量工程试验堆（HFETR）的运行特点,本文利用RELAP5/MOD3程序对HFETR进行了数值建模,并结合反应堆实际运行工况,采取了阶跃升功率法和积分功率法分析了系统压力和压力壳平均水温对HFETR最大自然循环能力的影响。结果表明：系统在常压和带压工况下,HFETR的最大自然循环能力分别为0.9、2.0MW。自然循环能力随运行压力的升高而增大,随压力壳水温的升高而降低。本文基于计算数据与理论推导提出了预测不同平均水温下最大自然循环能力的关系式,该公式具有指导反应堆实际运行的工程意义。     

HFETR氙毒效应计算分析

使用数值方法并通过程序的改进完善,在高通量工程试验堆(HFETR)某炉次装载方案的基础上进行不同工况下的氙毒效应计算研究,得到HFETR以不同功率运行相同积分功率、以不同功率运行不同积分功率后紧急停堆的氙毒效应曲线。结果表明理论计算与HFETR实际运行工况相符,对HFETR安全运行具有指导意义,本文计算研究结果已成功应用到HFETR实际运行中。     

CASMO-4E/SIMULATE-3程序系统计算BEAVRS基准题

BEAVRS基准题是麻省理工学院计算反应堆物理小组2013年公布的压水堆三维全堆芯高保真计算基准题。本文使用传统两步法程序系统CASMO-4E/SIMULATE-3对其进行建模与跟踪计算。结果表明:在热态零功率(HZP)工况下,径向探测器反应率最大相对误差为-18.8%,与蒙特卡罗程序MC21程序的-16.1%相当;在燃耗深度为38.7 MW·d/tHM、堆芯功率为20.3%FP时,径向探测器反应率最大相对误差为-12.9%;在堆芯第1循环内,堆芯各燃耗点处临界硼浓度与测量值误差在40ppm以内,满足工程精度要求。     

华龙一号小幅功率提升研究

对华龙一号热功率精度进行了分析,计算了蒸汽发生器出口压力测量精度、给水温度测量精度和给水流量测量精度对华龙一号热功率精度的贡献度,通过定量化的数据证明了主给水流量测量精度对热功率计算精度的影响最大。基于目前孔板流量计精度低,长期使用精度劣化的问题,提出采用高精度（0.3%）的超声波流量计来测量主给水流量,计算结果表明,采用超声波流量计可以获得0.97%的功率提升。      

HFETR堆辐照孔道释热率测量装置研制

为解决HFETR堆中心孔道活性区相关材料释热率的测量问题,开展了释热率测量装置的研制。在研制过程中,基于量热法的基本原理,辐照孔道的结构限制和反应堆的要求,进行了测量装置结构设计、强度校核和热工分析。测量装置组装完成后,在HFETR堆G07孔道开展了测量试验,同时测得了321不锈钢、6061铝合金和Zr-4合金三种材料在HFETR堆活性区450mm和750mm处的释热率。试验结果显示:测量装置在测量过程中运行稳定可靠,满足HFETR堆安全运行要求;量热计结构小巧紧凑,可同时测量多种材料的释热率;量热计模块化设计,安装于测量装置的不同轴向位置,可同时测量辐照孔道不同轴向位置的释热率;测量结果较好地体现了释热率与堆功率、测量位置的相关性,测量结果可靠有效。     

基于贝叶斯推断的堆芯功率分布重构

基于贝叶斯推断理论,实现了一种有效融合堆内中子探测器实际测量值与中子学理论计算值两类信息的堆芯功率分布重构方法。应用大亚湾核电站1号机组的测量数据对贝叶斯推断方法的功率分布重构精度进行了验证,并将贝叶斯推断方法与卡尔曼滤波方法以及耦合系数法进行了精度对比。验证结果显示,贝叶斯推断方法在整个循环寿期内的均方根误差、最大相对误差、功率峰重构误差分别不大于0.31%、1.64%和0.07%,且重构精度优于卡尔曼滤波方法以及耦合系数法。重构精度以及计算速度表明贝叶斯推断方法有潜力被应用于功率分布在线监测系统。      

高通量工程试验堆RELAP5建模与试验评价

出口母管破口失水事故(LOCA)是高通量工程试验堆(HFETR)安全评价的重要始发事件之一,本文基于RELAP5程序,建立了HFETR的数值计算模型,模拟了HFETR的LOCA试验工况;通过手动全开HFETR除气系统DN50阀模拟出口母管失水试验,获得了反应堆进出口压力、容补器压力和破口流量的变化,并通过试验数据验证了RELAP5程序的计算结果合理性,结果表明:RELAP5计算结果和实验结果吻合较好,最大相对误差为7.4%,说明利用RELAP5程序模拟低温中压压水型研究堆的系统瞬变可行。     

蒙特卡罗方法用于HFETR堆芯γ释热的可行性研究

采用蒙特卡罗方法对高通量工程试验堆(HFETR)堆芯内的γ释热进行了计算,并将计算结果与实测值进行了比较.结果表明:用蒙特卡罗方法计算HFETR堆的γ释热率是可行的,具有满意的计算精度.因此,在实际工程中可采用蒙特卡罗方法来计算HFETR及堆芯内任意位置的γ释热.     

HFETR堆芯及φ63辐照孔道γ释热研究

采用蒙特卡罗方法对高通量工程试验堆堆芯内的γ释热分布进行了详细的计算分析和研究,并对堆芯内φ63辐照孔道在不同状态下的γ释热分布进行了详细准确的研究。计算结果表明：堆芯内γ释热功率为3．29MW,燃料元件功率62．8MW,分别占堆芯总功率（70MW）的4．7％和89．7％;3个φ63辐照孔道内单位质量介质γ释热率分别为：G7孔道为3．016W／g,P12孔道为3．733W／g,P15孔道为3．627W／g。本研究为HFETR堆芯及各组件的热工安全分析提供了必要的数据,保证了反应堆的安全运行,节约了反应堆的运行成本,提高了反应堆的经济性。     

CELL/CPL493程序系统对 HFETR的燃耗跟踪分析

简要介绍了自行研制的CELL／CPL493程序系统的理论方法,利用CELL／CPL493程序系统对高通量工程试验堆（HFETR）进行了多炉次燃耗跟踪分析,给出了冷态和热态临界棒位计算值与实测值的比较。结果表明,keff的最大偏差在1％之内,验证了该程序的可靠性以及计算模型和参数处理方法的合理性。     

HFETR试验回路中考验装置热功率测量

利用数字仪表具有运算功能,将高通量工程试验堆试验回路中考虑装置热功率的有关函数关系输入到测量系统,实现了高温高压回路热功率的自动测量。为了满足不同试验对象的要求,设计了较大的功率测量范围,可以根据不同的试验工况定义仪表量程。     

反应堆堆芯热功率测量方法及其误差分析

通过建立精确的数学模型 ,提出了一种测量核电站压水反应堆堆芯热功率的方法 ,并对该方法进行了误差分析。基于上述方法的KME系统与校验SAPEC系统的比较结果表明 ,该方法完全可以用于核电站堆芯热功率的测量     

CENTER燃料组件堆内辐照考验燃耗计算研究

为验证中国工程试验堆（CENTER）燃料组件设计,在燃料组件正式定型前需开展组件辐照考验,CENTER燃料组件在高通量工程试验堆（HFETR）内采用随堆辐照方式进行辐照考验。根据CENTER燃料组件特点,开展了HFETR辐照考验CENTER燃料组件燃耗计算方法研究,确定了CENTER燃料组件辐照考验堆芯物理计算采用镶嵌耦合方法。结果表明,燃料组件平均燃耗计算值与测量值偏差为3.25%,满足辐照考验要求。      

状态报告管理在HFETR上的应用分析

状态报告是核电厂开展经验反馈的基础,通过学习和借鉴核电厂状态报告管理方法可以完善高通量工程试验堆(HFETR)的经验反馈制度,提高HFETR运行的安全性和日常运营管理水平。本文首先对核电厂状态报告体系开展了初步的分析;然后结合HFETR运维管理水平分析了相应的状态报告实施策略和组织接口,建立了HFETR状态报告事件分级准则,并完成了相关事件分级工作;最后本文为HFETR实际实施状态报告开发出模板,建立了状态报告流程,并提出了后续工作的重点内容。本文的研究为推动HFETR建立状态报告管理体系奠定了基础。     

HFETR辐照靶件设计程序开发

针对高通量工程试验堆（ＨＦＥＴＲ）燃料材料考验的辐照靶件设计，开发了ＧＥＮＧＴＣ－Ｃ程序，可用它进行辐照靶件设计和温度分布计算，程序可对多层包壳材料传热，间隙层（液体或气体介质）传热，气体介质层传热进行了计算，同时，对热导膜率随温度的变化和靶件结构材料的几何尺寸因热膨胀的改变进行修正，原程序由美国ＯＲＮＬ编制，见长于结构严谨流畅和良好的适用性，因此，ＧＥＮＧＴＣ－Ｃ是在原程序的基础上并结合ＨＦＥＴ     

HFETR流量反转分析研究

中国高通量工程试验堆（HFETR）在流量反转过程中,堆芯热工参数的变化会影响到反应堆的安全运行。为此本文利用RELAP5/MOD3程序建立了HFETR模型,进行了相关的研究,得出HFETR强迫循环向自然循环转换的最大允许功率为850kW,自然循环向强迫循环过渡的时刻由压力壳上部水温决定。研究结果表明,现运行模式能保证反应堆的运行安全,为以后运行模式的完善提供了支持。     

HFETR供电系统概率安全评价

反应堆供电系统失效可导致堆芯熔毁等严重事故后果。本工作应用RiskSpectrum软件,对高通量工程试验堆(简称HFETR)供电系统开展概率安全评价(PSA)工作。通过整合部分法考虑共因故障,建立了以全场断电(SBO)为顶事件的系统故障树模型,并定量给出HFETR发生SBO概率为7.49×10~(-8),证明HFETR现役供电系统安全可靠。同时,以供电系统模型及运行可靠性数据为基础,进行了割集、重要度、敏感度等分析,较全面地分析了现役供电系统的风险水平,为HFETR供电系统变更、升级和改造提供了重要参考。     

一维开式自然循环系统分析程序的实验验证

基于华龙一号非能动安全壳热量导出系统（PCS）综合性能实验装置实验结果,对采用基于漂移流模型开发的华龙一号PCS程序（PCS?NCCP）进行验证,对比分析了设计工况及非设计工况下PCS?NCCP程序计算值与实验值之间的误差。结果显示,所开发的PCS?NCCP程序能模拟PCS的排热能力、稳态运行特性和动态响应特性,程序计算值能很好地跟踪实验的趋势和幅值变化,绝大部分计算误差落在±20%范围内,验证了PCS?NCCP程序的准确性。