核能机构发起三里岛2号堆堆芯样品的国际研究

【英国《国际核工程》1988年7月号第46页报道】本文提要:在事故后约十年的今天,对三里岛2号堆(TMI-2)堆芯材料进行分析仍能为我们提供极有价值的信息。经济合作与发展组织核能机构(OECD-NEA)的TMI-2计划包括堆芯样品在七个国家(和美国)实验室进行的分析,和一个按照国际问题传统解决办法进行的多国分析     

应从三里岛核事故中继续吸取经验教训

【英国《国际核工程》1989年1月号第16页报道】最近在华盛顿召开了有关三里岛2号堆事故、材料性能及核电厂复用技术会议。这次会议对了解三里岛现状提供了极好的机会。经过近10年来的调查之后,三里岛2号堆(TMI-2)核事故的详情已十分明确。事实上,直到最近,才有可能对堆芯熔化的程度作出较正确的估计。早期曾作出的乐观主义的估计,即核燃料本身只有少量而不是大量熔化的看法,有较大的出入。根据     

熔盐实验堆堆芯结构变化对反应性的影响分析

熔盐堆采用液态燃料,由于燃料的流动性,堆芯结构的变化会直接影响堆芯活性区的燃料盐装载量,从而影响堆芯物理特性参数。本文基于蒙特卡罗程序MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code),以2 MW液态燃料钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor-Liquid Fuel,TMSR-LF1)设计模型为参考,系统研究了套管破裂、石墨构件移动、石墨破损、燃料盐浸渗度等因素对堆芯反应性的影响。结果表明:对于堆芯套管破裂,堆芯引入正反应性,破裂位置离堆芯中心越近,引入的反应性越大;对于石墨构件移动,随着扇形石墨构件向外移动,堆芯反应性增加;对于堆芯石墨破损,破损发生后,原燃料盐流道被石墨堵住时,则堆芯反应性减小;对于堆芯石墨破损,破损发生后,新燃料盐流道形成时,当石墨破损半径较小时,堆芯反应性会增加,当石墨破损半径较大时,堆芯反应性会减小。对于堆芯石墨发生燃料盐浸渗,堆芯反应性增加,且燃料盐渗入量越大,反应性变化越大。本研究为2 MW TMSR-LF1安全分析提供参考依据。     

严重事故条件下堆芯升温模拟

使用FLUENT计算流体程序数值模拟了AP1000在严重事故条件下的堆芯升温过程,目的是对堆芯裸露后并在其显著熔化前对堆芯升温的均匀程度进行比一体化事故程序MAAP更为详尽的研究,进行围筒和吊篮温度分析,同时评估MAAP程序堆芯升温计算结果。分析结果表明：在堆芯显著熔化时刻,堆芯围筒和吊篮已熔化,因此熔融堆芯将从侧面迁移进入下封头,同时对比证明MAAP程序关于堆芯升温的计算结果也是可接受的。     

船用核动力SGTR事故安全分析

本文论述了船用核动力装置蒸汽发生器传热管断裂事故（SGTR）安全分析的重要性。并以陆奥号核动力商船为例，运用事件树分析技术，对SGTR事故进行了安全分析。得出了事故后可能导致堆芯熔化的事故序列，确定了堆芯熔化数学模型，并进行了定量化分析。最后根据对支配性事故序列和各题头事件重要度的分析，提出了降低SGTR事故导致堆芯熔化发生概率应采取的相应措施。     

轻水堆核电站堆芯熔化分析

本文阐述了开展轻水堆核电站堆芯熔化事故分析的必要性,介绍了堆芯熔化事故计算程序MARCH,并针对轻水堆核电站三种不同工况利用 MARCH 程序进行了计算,结合计算结果讨论了堆芯熔化事故的物理过程。     

关于核电站安全的计算机程序(下)

三、堆芯严重事故分析程序堆芯严重事故(Severe Accident,以下简称SA)是指反应堆堆芯遭到严重破坏甚至熔化的事故。在核电站设计、安全审批和运行中至今只考虑设计基准事故(Design Rase Accident,简称DBA),即认为堆芯不遭到严重破坏,能保持住可冷却的几何形状。NRC最近提供了三里岛核电站二号堆堆芯的电视录象和分析,堆芯上半部已经坍塌(占全部体积26%),形成一个大空穴,锆和不锈钢熔化,锆包壳与UO_2     

基于MPS算法的2×2棒束结构熔化行为数值模拟

以典型压水堆燃料组件2×2棒束结构为研究对象,建立了含定位格架和不含定位格架的棒束三维模型,基于半隐式运动粒子（MPS）算法对严重事故背景下棒束结构的熔化行为进行了数值模拟,分析了定位格架对棒束熔化过程中流道堵塞进程的影响。结果表明:MPS算法能够较好地模拟棒束结构熔化行为,定位格架会加快堆芯的熔化进程和冷却流道的堵塞速度,本文研究结果有利于严重事故下堆芯熔化模型的优化改进。      

燃料棒熔化行为的粒子网格混合法模拟研究（英文）

堆芯燃料组件熔化以及熔融物流动扩展行为具有不确定性且难以预测,为了研究燃料棒在发生严重事故时的熔化行为,采用一种粒子与网格耦合的方法(粒子网格混合法)对堆芯内燃料棒单棒的熔化行为进行了建模分析。通过数值探究了在燃料棒熔化过程共晶反应对熔化进程的影响。研究结果表明,在核反应堆发生严重事故时,燃料棒材料之间的共晶反应会使燃料芯块在低于其熔点的温度下发生熔解,熔化后物质形态呈烛滴状,其沿着燃料棒外表面向下迁移,在此过程中,高温中心也是随之向下移动而加快了燃料棒下部的熔化速度。因此,本研究建立的数值预测方法能够对堆芯燃料棒的熔化行为进行比较准确的模拟。     

法国腓比斯试验装置

【法国《能源快报》1994年12月7日报道】法国核安全和防护研究院(IPSN)最近公布了在腓比斯(PhebusPF)反应堆堆芯上进行的预先设计好的堆芯熔化事故的首次试验结果。此微型反应堆(按照900 MW压水堆五千分之一比例设计的模型)堆芯完成了其使命:研究当堆芯熔化时裂变产物在反     

用分子动力学方法研究反应堆堆芯熔化机理

用分子动力学方法数值模拟了反应堆发生堆芯熔化严重事故时,熔化后的熔融金属颗粒从燃料组件上脱落,并落到下管板上,随后继续变形和延展这一过程.通过对此过程物理机理的计算与描述,计算出液滴颗粒的形状及其变化过程,从而揭示、研究堆芯融化严重事故下反应堆堆芯熔化后的力学机理.     

压水堆严重事故管理入口标准研究

使用严重事故分析程序RELAP/SCDAPSIM,对3种不同尺寸的压水堆热段大破口事故进行了分析。主要研究了15、20、25cm大破口事故分别在无事故管理和有高压安全注射条件下事故进程。计算结果表明,当堆芯表面峰值温度达1 500K时,堆芯出口温度不能反映堆芯的损伤状态;当堆芯出口温度达900K时,进行严重事故管理不能有效阻止堆芯熔化。将堆芯热通道出口温度作为严重事故管理入口标准的计算分析结果表明,在堆芯热通道出口温度达900K时实施严重事故管理可有效阻止堆芯熔化,此信息可作为进入严重事故管理的入口标准。     

严重事故下正常余热排出系统向堆芯注水策略分析

选取导致堆芯熔化频率最高的始发严重事故--直接注入（DVI）管线断裂事故,以及典型高压熔堆事故--丧失主给水始发事故(LOFW),利用MAAP4程序,分析反应堆堆芯热工水力行为,并对正常余热排出系统（RNS）堆芯注水策略的有效性与负面效应进行评估。分析结果表明,在DVI管线断裂事故和LOFW严重事故序列中,利用RNS进行堆芯注水可有效终止堆芯熔化进程,维持堆芯长期冷却。但堆芯再淹没会产生更多的氢气,存在增加安全壳氢气燃烧风险的可能性。此外通过分析利用严重事故管理导则中辅助计算文件给出的堆芯最小流量实施堆芯注水策略,讨论注水流量对堆芯冷却的影响,结果表明,在实施堆芯注水策略时,建议在系统允许的情况下采用更高的流速进行堆芯冷却。     

蒸汽发生器完全丧失给水引发的压水堆严重事故研究

采用严重事故最佳估算程序SCDAP/RELAP5/MOD3.4,建立了美国Surry核电站的详细计算模型,对完全丧失给水(TLFW)引发的堆芯熔化事故进行了研究分析.为准确预测压力容器内堆芯熔化的进程,给二级PSA提供可信的初始条件,计算中考虑了一回路压力边界的蠕变破裂失效,并评价了人为干预对堆芯熔化进程及事故后果的影响.     

PHEBUS FPT0～FPT2实验堆芯降级过程数值模拟

严重事故下,由于堆芯冷却剂丧失引起的堆芯裸露、过热和熔化过程对后期安全壳完整性、裂变产物行为等具有重要影响。法国辐射防护与核安全研究所主导的PHEBUS-FP研究项目旨在研究轻水堆严重事故下堆芯降级过程以及裂变产物行为。本文使用ATHLET-CD程序对PHEBUS-FP中的FPT0、FPT1和FPT2进行建模计算,主要分析堆芯过热,包壳氧化,堆内材料熔化、迁移及再定位过程。计算结果表明:不同蒸汽流量、不同加热功率将导致不同堆芯降级进程,在趋势上计算值与实验值吻合;模型的限制导致了部分计算值的偏差,本文讨论了包壳氧化与燃料再定位现象中的模型参数。     

PHEBUS FPT0~FPT2实验堆芯降级过程数值模拟

严重事故下,由于堆芯冷却剂丧失引起的堆芯裸露、过热和熔化过程对后期安全壳完整性、裂变产物行为等具有重要影响。法国辐射防护与核安全研究所主导的PHEBUS-FP研究项目旨在研究轻水堆严重事故下堆芯降级过程以及裂变产物行为。本文使用ATHLET-CD程序对PHEBUS-FP中的FPT0、FPT1和FPT2进行建模计算,主要分析堆芯过热,包壳氧化,堆内材料熔化、迁移及再定位过程。计算结果表明：不同蒸汽流量、不同加热功率将导致不同堆芯降级进程,在趋势上计算值与实验值吻合;模型的限制导致了部分计算值的偏差,本文讨论了包壳氧化与燃料再定位现象中的模型参数。     

冷段大破口失水事故长期冷却及硼浓度特性研究

文章采用先进的热工水力分析程序CATHAR,对百万千瓦级ACP1000核电厂冷段大破口失水事故冷热段同时安注时CCFL作用下的上腔室及堆芯的流动换热特性、硼浓度特性进行了研究,并分析了破损环路热段安注流量大小对堆芯冷却的影响。研究表明：在热段安注总流量为614 m3/h时,破损环路对应热段安注流量的不同,不会对流入堆芯冷却有较大影响,破损环路热段安注流量差异不会对堆芯冷却有较大影响;切换至同时安注后堆芯硼浓度很快与系统达到平衡。     

库尔恰托夫研究所成功地进行最后一次大规模堆芯熔化实验

【英国《国际核工程》1999年10月号第33页报道】1999年7月6日,俄罗斯库尔恰托夫研究所成功地进行了最后一次大规模堆芯熔化实验,即Rasplav(俄语:意为熔化)项目。此Rasplav项目旨在研究高温时大量堆芯熔化物的行为。从反应堆容器中逸出这种熔化物可能被认为是最严重的核事故。库尔恰托夫研究所是世界上能进行这种实验的唯一的研究中心。该Rasplav项目是由经济合作与发展组织(OECD)核能机构设立和资助的。通过外部冷却阻止轻水反应堆容器严重事故扩大的概念已被人们认可。这种概念已引起人们很大的关注,因为它可避免严重事故在容器外扩大和…     

压水堆核电站完全丧失给水引发的严重事故研究

采用严重事故最佳估算程序RELAP5/SCDAPSIM/MOD3.2，建立美国Surry-2核电站的详细计算模型，对完全丧失给水（TLFW）引发的堆芯熔化事故进行研究分析。为准确预测压力容器内堆芯熔化的进程，为二级概率安全评价提供可信的初始条件，计算中考虑了一回路压力边界的蠕变破裂失效，并评价了人为干预对堆芯熔化进程及事故后果的影响。计算结果表明，由完全丧失给水引发的压水堆核电站严重事故不会出现人们担心的高压熔堆；反应堆压力容器下封头的失效位置不是在其底部，而是在其侧面；通过打开稳压器释放阀对一回路实施主动卸压能够大大推迟事故的进程。     

压水堆堆芯燃料管理软件包——PSUI-LEOPARD/ADMARC 和 PSUI-LEOPARD/NGMARC

本文简要介绍二维多循环堆芯燃料管理软件包 PSUI-LEOPARD/ADMARC,同时介绍以节块格林函数方法为基础的燃料管理软件包 PSUI-LEOPARD/NGMARC。对二维 LWR 基准题及三里岛核电站(TMI-1)的第一和第六两个循环作了验算,计算结果表明 PSUI-LEOPARD/NGMARC 不仅计算精度高于 PSUI-LEOPARD/ADMARC,而且计算速度提高了一倍。