钠冷快堆蒸汽发生器小泄漏事故中氢迁移行为研究

钠冷快堆采用钠-钠-水/蒸汽三回路传热模式,二回路钠与三回路水/蒸汽通过蒸汽发生器实现热交换。蒸汽发生器中传热管的微小破损都可能导致钠水反应。为了有效扼制小泄漏事故的扩展,需要及时发现泄漏的发生。本文建立了钠冷快堆蒸汽发生器小泄漏钠水反应一维计算模型,采用Fortran语言编写了一维分析程序,用于计算小泄漏钠水反应氢气产生、迁移过程,并与参考文献计算结果进行了对比。最后,针对蒸汽发生器一根传热管破损分析了泄漏率、钠温对氢离子和氢气在二回路钠中迁移行为的影响。可为钠冷快堆二回路小泄漏探测系统的布置提供参考。     

蒸汽发生器大泄漏钠-水反应引起的二回路压力波传播

研究建立了钠冷快堆蒸汽发生器在单管束发生双端断裂情况下钠－水反应中气泡从球形到柱状的变温绝热生长模型,及采用一维特征线方法建立的压力波在快堆二回路中的传播模型。模型中考虑了爆破膜、管壁弹性变形和气蚀的影响。对在两相汽水混合区发生大泄漏后有、无爆破膜情况下的钠－水反应和二回路压力传播瞬态进行了计算,定性分析了其影响以及爆破膜在钠－水反应中的安全保护作用。     

钠水反应试验系统大泄漏钠水反应压力分布计算分析

本文采用一维大泄漏钠水反应分析程序LLEAK,计算和分析了大泄漏钠水反应工况下压力在钠水反应试验系统F204内的分布特性。结果表明：试验系统在水泄漏量为57 g/s、钠循环流量为10 m³/h和20 m³/h的工况下,泄漏点压力峰值仅为0.92 MPa,反应器出入口的爆破片均无动作,为保证系统压力处于较低水平,应考虑将爆破片动作整定值从1.0 MPa调低至0.8 MPa;试验系统在水泄漏量为290 g/s时系统压力峰值达到了1.4 MPa,为满足设备安全性,系统全环路的设备应至少能承受2.0 MPa的压力;在较大水泄漏量时,随钠循环流量的增大,将降低钠水反应对缓冲罐压力的影响;在较小水泄漏量时,随钠循环流量的增大,将恶化钠水反应对缓冲罐压力的影响。     

快堆蒸汽发生器大泄漏钠-水反应计算

采用一维特征线方法建立了快堆蒸汽发生器单管发生双端断裂情况下 ,水从破裂传热管流出的泄漏率计算模型和钠 水反应气泡从球状到柱状的变温绝热生长模型。根据断裂处氢气压力变化 ,并考虑管内流体的压缩性建立了水的泄漏率模型。对分别发生在单相水区 ,单相蒸汽区和两相汽水混合区的大泄漏钠 水反应进行瞬态计算和定性分析。结果说明 ,传热管不同位置发生泄漏对二回路造成的影响不同     

中国实验快堆大泄漏反应事故模拟计算分析

大泄漏钠?水反应是钠冷快堆的设计基准事故,可能会导致二回路边界的破坏,导致放射性外泄,研究大泄漏钠水反应事故对反应堆安全分析具有重要的意义.本文建立了中国实验快堆大泄漏反应事故的计算分析模型,计算了反应区压力、反应区温度、二回路管道、重要设备中压力和流量以及缓冲罐气腔体积和缓冲罐钠液位增量等参数变化.将计算结果和中国实...     

钠冷快堆蒸汽发生器小钠水反应现象数值模拟

蒸汽发生器（SG）是钠冷快堆二回路主冷却系统的关键设备之一,其传热管破损会导致钠水反应事故,产生大量氢气、腐蚀性产物并放出热量,严重影响SG的安全运行。本文用FLUENT对小泄漏钠水反应区的瞬态现象进行数值模拟,计算得到泄漏孔径为0.2 mm时反应区最高温度可达1 564 K,最高温度随泄漏率的增加而升高,但保持在一定范围内,结果均与日本实验结果吻合,并且泄漏率会影响产物NaOH和H₂的扩散与分布。本文采用的数值模拟方法可用于小钠水反应现象分析,可得到不同泄漏率下小钠水反应能达到的最高温度、反应区任意位置的NaOH浓度和H₂浓度,以预测邻管损耗和失效时间,有利于进一步开展小钠水反应事故安全分析。     

钠水反应试验系统大泄漏钠水反应压力分布计算分析

本文采用一维大泄漏钠水反应分析程序LLEAK,计算和分析了大泄漏钠水反应工况下压力在钠水反应试验系统F204内的分布特性。结果表明:试验系统在水泄漏量为57 g/s、钠循环流量为10 m~3/h和20 m~3/h的工况下,泄漏点压力峰值仅为0.92 MPa,反应器出入口的爆破片均无动作,为保证系统压力处于较低水平,应考虑将爆破片动作整定值从1.0 MPa调低至0.8 MPa;试验系统在水泄漏量为290 g/s时系统压力峰值达到了1.4 MPa,为满足设备安全性,系统全环路的设备应至少能承受2.0 MPa的压力;在较大水泄漏量时,随钠循环流量的增大,将降低钠水反应对缓冲罐压力的影响;在较小水泄漏量时,随钠循环流量的增大,将恶化钠水反应对缓冲罐压力的影响。     

钠水反应试验系统中小泄漏钠水反应氢气分布特性

蒸汽发生器是钠冷快堆的关键设备之一,其传热管破裂引发的钠水反应会产生大量氢气及热量,危害钠冷快堆的安全运行。本文基于VOF多相流模型,在钠水反应试验系统内开展中小泄漏钠水反应工况的数值分析,获得了高压反应釜内氢气在钠水反应下的三维空间分布特性和迁移特性。结果表明：高压反应釜内氢气的迁移特性受钠液流速影响,氢气在整个循环环路的迁移特性主要受水泄漏量控制。通过设置灵敏度为0.005 ppm的氢计,获得了环路不同区域检测到氢气的最快特征时间。     

钠水反应试验研究概况及进展

经多年研究选择,快堆大多采用钠作为载热剂,使蒸汽发生器内的水蒸发推动汽轮机发电。在蒸汽发生器内钠和水只有传热管一壁之隔。由于设计、加工工艺和运行条件、腐蚀等种种问题导至传热管的泄漏、破损是难以避免的。由此引起的高压水向销侧喷射,发生钠水反应。这种剧烈的放热反应,使附近温度、压力急骤升高,从而引起爆破。钠水     

钠水反应实验研究

文章阐述了小泄漏钠水反应试验装置和钠水反应噪声诊断系统的设计和建造工作。噪声诊断系统在检测钠沸腾噪声时获得成功。完成了Incoloy 800传热管模拟微小漏孔(φ0.19,φ0.13)的试制加工和漏孔漏速测定。研制出了爆破卸压可行性验证装置和进一步改进的爆破卸压装置。后者具有稳定、可靠、灵敏、响应时间短、检修和触发压力调整方便等特点。     

池式钠冷快堆二回路钠比活度研究

池式钠冷快堆中的二回路钠比活度影响二回路钠工艺间中的辐射剂量及分区、二次钠泄漏事故的环境影响和运行维修期间工作人员接受的辐射剂量。二回路钠比活度水平是由堆本体屏蔽决定的。本文以中国实验快堆(CEFR)为研究对象,通过研究它们之间的关系,找到设计池式钠冷快堆时确定二回路比活度设计值的方法。研究表明,二回路工艺间中冷阱间的剂量当量率决定了二回路钠比活度值的上限;而从堆容器材料损伤和二次钠事故后果等方面限制推算出的比活度限值远高于上限值,可以据此规律来确定中国示范快堆的二回路比活度设计值,并通过堆本体的屏蔽达到此设计值。     

钠水反应试验系统中小泄漏钠水反应氢气分布特性

蒸汽发生器是钠冷快堆的关键设备之一,其传热管破裂引发的钠水反应会产生大量氢气及热量,危害钠冷快堆的安全运行。本文基于VOF多相流模型,在钠水反应试验系统内开展中小泄漏钠水反应工况的数值分析,获得了高压反应釜内氢气在钠水反应下的三维空间分布特性和迁移特性。结果表明:高压反应釜内氢气的迁移特性受钠液流速影响,氢气在整个循环环路的迁移特性主要受水泄漏量控制。通过设置灵敏度为0.005 ppm的氢计,获得了环路不同区域检测到氢气的最快特征时间。     

池式钠冷快堆事故源项计算方法研究及其应用

针对传统轻水堆事故源项计算方法不适用池式钠冷快堆的问题,分析可能发生的设计基准事故和超设计基准事故的释放路径,研究建立适用于池式钠冷快堆的堆芯损伤类、泄漏类和钠火类事故源项计算方法。结合示范快堆的6种典型事故：1盒燃料组件瞬时全部堵塞事故、反应堆堆本体覆盖气体边界泄漏事故、一次氩气衰变罐破损事故、主容器泄漏事故、一回路外无保护套管的钠净化管道泄漏事故和一回路无保护套管的外辅助管断裂或泄漏合并隔离阀关不住事故,开展事故源项计算及其剂量后果评价。结果表明：6种事故的放射性后果均低于GB 6249-2011的要求。该方法还可为回路式钠冷快堆、铅铋快堆以及气冷快堆事故源项计算提供参考。     

小泄漏钠水反应靶管损耗试验系统设计研究

在快堆蒸汽发生器中,由于运行条件和腐蚀等原因常导致传热管泄漏.高压水/水蒸气向钠侧喷射,剧烈的钠水反应可能会对蒸汽发生器造成严重破坏.为了能够更准确地预测、核算发生小泄漏时钠水反应事故对邻管(靶管)的影响,设计小泄漏钠水反应靶管损耗试验系统,对泄漏率测量、水系统控制与注射等关键技术进行了详细阐述,并与韩国、印度等钠水反...     

蒸汽发生器钠水反应的氢计测定

蒸汽发生器在运行过程中发生换热管的泄漏是常见的事故。氢计是测量钠和覆盖气中氢杂质的在线测量仪表。在二回路中，为了监测蒸汽发生器热交换器管壁是否破损，用以避免其后更多的三回路中的水向二回路钠中泄漏而引发大的事故，采用氢计监测二回路钠和覆盖气中氢杂质含量能及早发现水从三回路向二回路的泄漏。     

基于时间序列预测分析的钠冷快堆蒸汽发生器钠-水反应噪声探测技术研究

为研究钠冷快堆蒸汽发生器内部传热管路破损所导致的钠-水反应引起的蒸汽发生器内部能量、流体运行状态及反应成分等不易测量的变化,引入时间序列模型预测分析方法,对蒸汽发生器实验台架模拟泄漏工况所产生的噪声信号进行建模分析,并基于时间序列模型进行信号预测,通过对预测信号与原始信号进行比较判断传热管路泄漏发生的具体时间。实验结果表明,时间序列模型预测分析方法能对钠-水反应产生的噪声信号进行有效建模分析,且根据预测信号能快速准确识别泄漏发生的具体时刻。     

法国“凤凰”快堆因一台蒸汽发生器泄漏而停堆

【瑞士《原子能协会通报》1982年5月第9—10期报道】 1982年4月29日,法国马尔库尔25万干瓦的原型“凤凰”钠冷快堆由于一台蒸汽发生器(共3台)发生泄漏而停堆。该堆二回路中氢百分比反常地增高,这表明发生了钠-水化学反应,也就是蒸汽发生器内出现了泄漏。“凤凰”快堆二回路的作用是把钠-钠中间交换器的热量传递给钠-     

钠冷快堆载热系统设计

本文概述钠冷快堆的载热系统,综合快堆冷却系统的设计原则和方法,提供某些重要数据。对钠冷快堆一次钠回路系统的“池式”和“管式”布置方案作了分析比较,认为实验快堆采用“管式”双回路载热系统比较合适。     

基于时间序列预测分析的钠冷快堆蒸汽发生器钠-水反应噪声探测技术研究

为研究钠冷快堆蒸汽发生器内部传热管路破损所导致的钠-水反应引起的蒸汽发生器内部能量、流体运行状态及反应成分等不易测量的变化,引入时间序列模型预测分析方法,对蒸汽发生器实验台架模拟泄漏工况所产生的噪声信号进行建模分析,并基于时间序列模型进行信号预测,通过对预测信号与原始信号进行比较判断传热管路泄漏发生的具体时间.实验结果...     

池式钠冷快堆双层容器泄漏事故序列研究

钠冷快堆是第4代反应堆中的优选堆型,具有安全性高的特点。池式钠冷快堆的双层容器泄漏会导致一回路钠泄漏并发生严重事故。本文采用概率安全分析方法分析池式钠冷快堆双层容器泄漏事故,包括事故的确定论分析及放射性释放路径分析以及池式钠冷快堆双层容器泄漏的事故序列及定量化。结果表明,池式钠冷快堆双层容器泄漏事故后正常通风开启情况下可能发生大量放射性释放。双层容器泄漏导致的大量放射性释放频率为1.07×10^-11（堆•年）^-1,双层容器泄漏事故中大量放射性释放占比为0.1%。