秦山核电厂高压安注系统可靠性分析

文章用故障树分析方法对秦山核电厂高压安注系统的可靠性进行了分析。这项工作是采用西德反应堆安全研究所(GRS)研制的RALLY程序包进行的,内容包括系统不可用度计算、不确定度分析、统计评估以及重要度分析。有关分析结果为寻找秦山厂高压安注系统的薄弱环节、改进系统设计提供了参考依据。     

高压安注管道热疲劳现象及改进措施分析

根据高压安注死管段内的热工水力特性,分析管道热疲劳发生的机理。提出大亚湾核电站和岭澳核电站一期高压安注死管段的改进方案,并对改进方案中的新增管线进行疲劳分析后可得,大亚湾核电站和岭澳核电站一期在改进中新增的管线,不会因机组各种运行工况引入的载荷而发生疲劳失效。压力井改进方案是有效的、安全的。     

堆芯紧急冷却安注热混合实验研究

以核电厂压水堆中失水事故(LOCA)堆芯紧急安注系统(ECCS)启动后安注接管与冷管段的T型管处冷、热流体混合为研究对象,进行安注管和主管道内过冷水-高温冷却剂的热混合特性实验以及过冷水-汽水混合物直接接触冷凝特性实验,通过缩比尺寸实验对热混合相关现象进行研究。结果表明,单相热混合实验管内温度场随不同射流流型成一定分布;两相热混合工况安注后冷凝量随主管蒸汽量变化而成线性分布,并总结实验数据形成适用于本实验直接接触冷凝相关关系式。     

标准M310高压安注系统可靠性分析

本文分析标准 M310 核电站高压安注系统的设计特点,用分期系统可靠性分析方法计算该系统的不可用度,并给出定量计算结果和分析结论。     

安注管道不同破口尺寸条件下非能动安注系统运行特性试验研究

对安注管道不同破口尺寸条件下的一体化模块式小型堆非能动安注系统运行特性进行了实验研究。结果表明:安注管道破口面积越大,破口侧和非破口侧堆芯补水箱系统注射流量差别越大;在破口面积较大的情况下,安注箱系统注射对堆芯补水箱系统注射有明显地影响;在堆芯补水箱系统投入初期运行方式为水-水循环,在压力平衡管线出现蒸汽后,运行方式为汽-水循环,注射流量会明显增加。安注箱通过氮气膨胀驱动,注射流量受系统降压速率影响。     

承压热冲击下反应堆压力容器中流体的瞬态混合特性

热冲击下,反应堆压力容器中的热工水力特性是一个与反应堆安全密切相关的课题。本文在1/10的模型体上进行了高温高压下安全注水时流体的瞬态混合特性实验,得到了在有回路流动和无回路流动时以及不同的环腔流体温度下的混合特征。结果表明,环腔无流动时,随着安全注水流速的提高,混合函数下降得更快,幅度更大;环路有流动时,混合函数变化缓慢：当环腔内的流体温度达到一定的数值后,压力容器部分区域的混合函数发生明显变化。     

核电厂高压安注系统再循环管线节流孔板的分析与改进

某在役运行VVER核电厂高压安注系统（JND）在进行小流量再循环试验时发现再循环流量出现异常波动,导致试验不合格。经过分析认为再循环管线节流孔板发生空化是导致流量波动的主要原因。本文通过相关理论和软件,主要介绍了对再循环节流孔板进行改进设计计算的过程,包括孔板流量、压差、级数、孔径和厚度等参数的计算,重点讨论了如何控制多级孔板的压降以避免孔板发生空化。该项改进已在核电厂中得到实施,实施后再循环流量波动问题得到了明显改善。     

PTS瞬态流动与换热数值模拟研究

为了研究压水堆因“直接安注”冷水注入压力容器下降环腔而导致的承压热冲击（PTS）热工水力问题,基于1:10比例模型,应用计算流体力学软件FLUENT5.4进行了紊流流动换热的数值模拟分析,同时进行了常压瞬态传热实验研究。针对下降环腔折算流速0.5 m/s,安注流速10m/s的典型工况,研究了安注水开启后下降环腔内的瞬态流动换热特性,数值模拟与实验结果吻合良好。考察了压力容器安注接管出口区环形焊缝区及堆芯段筒体中子强辐照区所承受的热冲击状况,基于稳态流动研究了下降环腔内流体混合特性及流动机理,为热冲击分析提供参考。     

AP1000小破口事故下非能动氮气安注箱的瞬态特性研究

根据AP1000非能动氮气安全注入水箱的结构和工作原理建立了热工水力模型并开发了计算分析程序TACAP。利用TACAP计算得到了AP1000非能动氮气安全注入水箱在两种小破口失水事故（包括25.4 cm等效直径冷管破口和5.08 cm等效直径冷管破口）下的瞬态特性,得到了箱内水位及注入流量等关键参数的瞬态变化。计算结果表明：安注箱在小破口失水事故后能提供高效的安全注入,对一回路快速地进行冷却和降压,有效地缓解事故后果。TACAP计算结果与西屋公司NOTRUMP程序计算结果基本一致,表明了TACAP程序的适用性和正确性。     

海洋条件下安注水箱晃荡特性实验研究

浮动核电站的安注水箱等储液设备受运动条件影响会发生晃荡。晃荡将干扰液位信号等关键参数测量,且引入抨击载荷,不利于设备运行维护。本文依托六自由度平台开展运动实验,通过多方位布置压力传感器采集不同条件下的压力波动信号,并结合高速相机和染色介质辨别自由液面且记录瞬时晃荡过程。结果表明,摇摆运动下测点的压力波动规律与运动激励匹配,且自由液面呈平面驻波或局部水跃形式;水平晃动会诱发多类非线性液面晃荡形式,通过时频域分析可知测点压力波动由固有频率、激励频率及其倍频支配,特定条件下存在失稳过程和混沌区间,液面的抨击破碎和随机旋转多发生在共振频率附近;耦合运动下测点压力波动受各单自由度运动规律及其耦合形式影响。本研究可对安注水箱等储液设备晃荡研究提供直观的分析依据,并可为结构改进和防晃优化提供一定参考。     

直接安注反应堆压力容器下降环腔内射流传热试验研究

失水事故工况 (LOCA)下反应堆下降环腔内的流动和传热研究 ,对反应堆压力容器 (RPV)的安全具有重要的意义。通过对一种直接安注的反应堆压力容器内流动和传热的研究 ,将流动分为横穿射流和冲击射流 ,比较了在两种射流下下降环腔内流动和传热的特点 ,分析了流速比和对流换热系数及温度的关系 ,当流速比在 1～ 1 0时 ,流动属于横穿射流 ,对流换热主要由环腔流速决定 ;流速比大于 1 0后 ,属于冲击射流 ,环腔内对流换热主要决定于安注流速 ,此时局部对流换热能力随安注流速的增加而增加     

低压安全注射系统的故障分析

本文分析了低压安全注射系统可能发生故障的原因与后果,以及提高其安全可靠性所采取的措施。     

承压热冲击下压水堆压力容器壁面换热特性的数值模拟研究

为了研究压水堆因安注冷水直接注入反应堆压力容器下降环腔而导致的承压热冲击（PTS）热工水力问题，基于1∶10比例模型，应用计算流体力学商用软件FLUENT5．4进行了紊流流动换热的数值模拟分析，同时进行了常压传热实验研究。针对下降环腔折算流速0．5m/s，安注流速10m/s的典型工况，研究了压力容器下降环腔的壁面换热特性。通过分析下降环腔内的流动及混合特性，从流动机理上解释了压力容器内壁上准重接触点附近换热强烈的现象，并指出壁面换热强弱与近壁流体紊流脉动动能密切相关，为热冲击分析提供参考。     

AP1000核电厂IRWST低压安注性能研究

本文采用AFT Fathom软件分析了AP1000核电厂安全壳内置换料水箱(IRWST)的低压安注性能,分析了AP1000核电厂在压力容器直接注入管线双端断裂工况下事故后期的安全注射能力。分析结果表明,AP1000核电厂低压安注能力足以带出堆芯热量,并有较大的裕量。     

反应堆压力容器下腔室交混特性的数值模拟方法研究

反应堆冷却剂系统蒸汽管道发生破口事故后,硼溶液在反应堆压力容器下腔室的对流交混特性对于反应堆安全分析及事故后缓解与抑制策略制定均有重要作用。本文基于实验结果分析了反应堆压力容器下腔室的交混特性及浓度扩散过程,采用数值模拟方法结合实验数据比较了几种主要模型计算结果的准确性与可靠性。分析结果表明,压力容器下腔室的交混特性呈现出外围扩散特征,温度梯度法与组分输运模型具备描述浓度梯度扩散过程的能力,但在细节分布上仍存在进一步改善与优化的空间。     

反应堆直接安注结构热工影响分析

建立了反应堆压力容器直接安注的实验模型,进行传热和流动实验。实验对比研究了文丘里管和直管两种不同安注管结构下压力容器不同区域的流动混合、传热系数以及相应的温度变化,并通过可视化实验对比验证了不同安注模型的流场,对不同结构下安注管的阻力特性进行了分析。研究结果表明,不同安注管在流动阻力上存在较大差异。研究结果为反应堆压力容器安注管的设计选择提供了重要依据。     

田湾核电站反应堆压力容器承压热冲击分析

反应堆压力容器(RPV)是核反应堆中不可替换的关键设备。田湾核电站在役前检查阶段,发现反应堆压力容器2#焊缝存在超标缺陷,2#焊缝处于堆芯筒体段,属强辐照区。为评价该缺陷的可接受性,采用有限元方法对反应堆压力容器2#焊缝进行了承压热冲击分析,在分析中考虑了小破口失水事故和安全阀误开启这两种最严酷工况。计算结果表明:有限元分析的结果与外国专家推荐方法的计算结果基本吻合,且田湾核电站反应堆压力容器2#焊缝寿期末的脆性转变温度小于最低容许脆性转变温度,能满足防脆断的设计要求。     

安全壳静水中的屈曲临界深度分析

安全壳作为海上核电站的一道重要安全保障,需设计其发生沉没事故时的临界安全深度。由于安全壳尺寸较大,且在沉没时会呈现各种姿态角,为便于安全壳结构的工程设计,本文提出了一种安全壳在静水中的屈曲临界深度系数法。结合目前已成熟的安全壳屈曲规范计算,对安全壳进行了静水压力下的屈曲安全设计,并分析了结构几何缺陷对屈曲临界深度系数的影响。结果表明：随着安全壳厚度的增加,其屈曲临界深度系数逐渐增加,但增加率逐渐变小;安全壳的厚度越小,屈曲临界深度系数对几何缺陷敏感性越强。该方法是在目前压力容器均匀外压下的屈曲安全设计规范的基础上以及在缺乏相应的安全壳静水中的屈曲试验情况下的一种折中方案。