利用非能动系统的压力堆内余热的排除

法国原子能委员会目前对革新型安全系统进行了结构方面的研究工作。本文讨论的是余热排除系统。它用于法国现行三环路压水堆，代替混合辅助给水系统大气卸压阀。为了评价系统的能力，利用CATHARE程序进行没有辅助给水的无外电源瞬态计算。计算了一些补充情况，假设在某一时刻以后，存在着其它系统的介入，例如主泵的重新启动和大气卸压阀的手动开启。也讨论了非可冷凝气体的影响。     

组合阀流动阻力实验研究与数值模拟

组合阀流动阻力是控制棒水压驱动系统设计的关键参数之一。对改进后的新阀进行实验研究,获得了各流道差压、流量、阻力系数和流量系数等关键数据。利用计算流体动力学软件CFX进行数值模拟,分析了雷诺数Re对流动阻力的影响。在此基础上,拟合得到了阻力系数的经验公式,为驱动系统优化设计和理论分析提供了实验基础和理论依据。     

组合阀流动阻力数值实验

组合阀的流动阻力是控制棒水压驱动系统设计的关键参数之一.利用计算流体力学软件 CFX-5.6 对组合阀进行数值模拟实验和三维流场计算,得到在不同差压下所对应的稳定流量,进而算出各流道阻力系数.通过比较流动阻力的计算结果,证实φ9阀的工作性能比φ6阀得到了提高.利用后处理工具分析φ9阀流道的流速、压力等流场分布特性,指出阻力损失的主要部分位于来水-侧壁-阀芯区这一段,并提出进一步的结构优化改进意见.     

二次侧非能动余热排出系统设计方案优化研究

针对三代核电厂中的二次侧非能动余热排出系统（PRS）应用于改进型压水反应堆存在限制条件，构成PRS系统的重要构筑物最终冷却水箱距离安全壳较远，使得系统蒸汽和凝水管道较长且布置复杂的情况。本文对PRS系统进行了优化设计，采用ARSAC软件分析模拟计算了初始蒸汽管道隔离阀常关，管道中分别充满了氮气、蒸汽以及水的工况下系统投运后的瞬态过程，并与初始常开工况下投运瞬态结果进行了对比。分析结果表明，各方案均能实现系统功能，在工程可实现性和系统运行稳定性上各有优缺点，结合工程实际，管道中充满氮气的方案有较高的应用价值。     

水力控制棒驱动系统失压工况的实验研究

利用200MW低温核供热堆水力控制棒驱动系统的1：1实验台架模拟系统失压况，进行控制棒步升，步降，开阀落棒及关泵开阀落棒实验，并与正常工况下的提棒，落棒的实验结果进行比较，实验结果表明：在系统失压工况下，控制棒能正常提棒，落棒系统失压工况下的弹棒，系统压力与压力壳压力具有瞬时跟随特性，未出现控制棒弹棒事故，对实验的失压速率和事故分析得到的失压速率进行了比较，验证了系统具有良好的安全性和可靠性。     

CARR堆反应堆厂房通风系统设计

参考规范要求及德国FRMⅡ反应堆的设计经验,并根据各房间的污染程度和人员停留情况,经辐射防护计算,综合确定了反应堆厂房各工艺间通风换气次数.厂房通风系统采用了直流式,系统按层划分,每层设一套通风及空气净化系统.在穿过操作大厅密封边界的通风管道上冗余设置密闭式快速隔离阀,保证在厂房密封性试验压力(12.5kPa)作用下其内外泄漏率均为0,以确保在反应堆事故工况下,放射性物质不致通过通风系统贯穿件泄漏到外部空间.系统设计采用了钢制直连式(或联轴器)风机以及不锈钢整体式空气净化装置.     

熔盐堆堆芯应急排盐系统可靠性分析及优化

堆芯应急排盐系统作为熔盐堆特有的安全系统，具有排盐和余热排出功能，为熔盐堆提供了一种紧急停堆方式。为定量化分析堆芯应急排盐系统的可靠性，以美国橡树岭实验室的熔盐实验堆(Molten Salt Reactor Experiment,MSRE)为研究对象，使用概率安全分析软件RiskSpectrum建立和计算MSRE堆芯应急排盐系统故障树，得到系统失效概率为5.62×10^-4，并进行最小割集分析和重要度分析，识别出影响系统失效的关键因素是外套管泄漏失效、控制冷冻阀冷却气的电磁阀共因失效和气动阀共因失效。通过套管换热元件中减少使用焊缝连接，以及采用不同类型部件控制冷冻阀冷却气，可明显降低系统失效概率。分析结果为液态熔盐堆应急排盐系统工程应用研究提供参考。     

方家山凝结水抽取系统的优化

凝结水抽取系统是汽机热力主循环中的一个重要组成部分,其重要或关键设备出现故障和缺陷,将直接影响到机组的安全稳定运行。本文根据凝结水抽取系统的控制功能和设备可靠性,详细分析了SPV设备凝结水主调阀各种故障模式下对系统功能的影响。根据分析结果,对凝结水旁路阀的控制、凝结水调阀的控制、凝结水备用泵的逻辑以及其他相关设备等从仪控的角度提出了SPV缓解的策略,如增加凝结水旁路阀的点动功能,改变凝结水主调节阀和副调节阀的控制方式,优化凝结水泵的控制逻辑等。方家山凝结水抽取系统的优化研究对同类型电站提供了有效的参考,其实践成果对电厂设备可靠性管理提供了新的思路,新的数据。     

CARR堆自然循环瓣阀设计及验证

自然循环瓣阀是中国原子能科学研究院中国先进研究堆(CARR)堆芯非能动余热排出系统的关键设备.按照功能及性能指标要求,瓣阀的设计采用阻尼臂和重锤两个可分离的转动部件的结构形式,以实现瓣阀在不同工况下的非能动开启或关闭.本文对瓣阀各组成部分的结构和作用进行描述,介绍了瓣阀的设计计算、材料选择以及性能试验.性能试验结果表明,该设计满足要求.     

ITER中心螺线管模型线圈的低温系统的最终设计

５ｋＷ／８００Ｌ．ｈ＾－１低温系统的最终设计已经完成，并已开始建筑。采用带有双Ｊ－５阀系统的克劳循循环。附加一台低温透平，该系统将可用于８ｋＷ制冷，预料能量效率高，在５ｋＷ和８ｋＷ时，能量效率分别为１／３４６和１／３４８。现有低温部件的再安装已系统造价降低３０％以上。     

潜在通路分析技术在核电厂爆破阀控制器设计中的应用

潜在电路分析技术源自于阿波罗登月计划,用于提高关键电路或系统的可靠性。该技术在核电界也得到应用,并取得了一些有价值的成果。第三代非能动安全核电厂的设计引入了对安全重要的爆破阀,因而必须保证爆破阀控制器的高可靠性。为此将潜在电路分析技术引入核电厂爆破阀控制器的设计分析。通过采用人工路径搜索方法对爆破阀控制器的电路进行分析,判明现有设计中存在潜通路,影响到系统的可靠性,并据此提出设计改进的关键点,即在相应回路中增加单向二极管。分析表明改进后的电路无潜通路存在,系统可靠性得到提高。该改进可应用于爆破阀控制器的国产化设计和设计优化。     

凝结水主调阀振荡分析及设计优化

凝结水主调阀振荡是核电厂凝结水抽取系统的常见问题，对机组安全稳定运行产生严重不良影响。以凝结水主调阀系统工艺参数为研究对象，计算发现阀门在振荡区间的压差偏大，存在空化现象；振荡区间的噪声较设计值也明显偏大。建立CFD流体仿真模型分析计算，结果表明，在某一特定开度区间，凝结水主调阀的阀芯受力波动明显，导致阀门产生振荡。在此基础上，设计特征化打孔阀笼，改善流体和阀芯受力状态；增大气动执行机构的刚度，提高阀芯抵抗受力变化的能力。阀门改进后动作平稳，运行一个循环后阀内件无异常。优化措施有效抑制了阀门振荡问题的发生，有力保障机组安全稳定运行。     

直动电磁阀磁场特性分析

控制棒水压驱动技术是清华大学核能与新能源技术研究院具有自主知识产权的一项新型发明专利技术.组合阀属于该项技术的关键部件,组合阀是由三个直动电磁阀组成,电磁阀的性能直接影响组合阀的性能,从而影响控制棒水压驱动技术的运行性能.本文就控制棒水压驱动系统运行过程中所出现的异常工况,运用ANSYS电磁场分析软件,对其直动电磁阀的多种运行工况进行了电磁场特性分析.分析结果表明:导磁材料的不当使用形成磁路的改变,引起某些工况下磁力反向,使电磁阀在特定情况下出现故障,进而造成控制棒水压驱动系统异常;通过电磁场特性分析可以进一步优化直动电磁阀的设计.     

压水堆压力释放装置及其配置

ＰＷＲ的压力释放装置主要有四种类型：直接作用式安全阀，先导操作压力释放阀，动力作用式压力释放阀和具有辅助装置的安全阀。本文介绍了近国内外ＰＷＲ装置上使用的这几种压力释放装置的工作原理，特点，配置，排量的可信任度，使用经验和发展趋势向。着重介绿了前两种压力释放装置。     

直动电磁阀阀头热态温度场实验研究

控制棒水压驱动技术是由清华大学核能与新能源技术研究院发明的具有自主知识产权的一项新型专利技术。组合阀是该项技术的关键部件,而组合阀是由3个直动电磁阀组成的,电磁阀的性能直接影响组合阀的性能,从而影响控制棒水压驱动技术的运行性能。本文就控制棒水压驱动系统运行过程中所出现的工况,对其直动电磁阀阀头进行了热态实验模拟研究,并运用FLUENT软件进行了理论分析。分析结果表明:随着线圈电流增大线圈温度将会增大,线圈内壁温度高于外壁温度,线圈中间温度高于边缘温度。提出了电磁阀高温条件正常运行的检测方法,并通过阀头热态实验模拟研究可优化直动电磁阀的电源参数。     

核电厂应急负压系统风阀的抗震分析

风阀是用以调节通风系统中气体流量和压力的常用设备,在核电厂中得到广泛使用。为确保核电机组结构安全,采用有限元方法(FEM)对核电厂应急负压系统中的风阀进行分析,在计算风阀结构固有频率的基础上,得到了风阀结构在地震作用下的应力及变形。分析结果表明,风阀的应力和变形均满足相关抗震规范的要求,风阀结构在地震作用下是安全可靠的。     

旁路阀调节对高温气冷堆闭式布雷顿循环瞬态特性影响研究

闭式布雷顿循环是第4代高温堆核能系统的关键技术之一,其典型的动态过程是旁路阀调节。为分析这一过程,建立了循环中关键部件的动态模型,其中压气机在径向平衡模型基础上耦合了对附面层发展的预测,兼顾了计算效率与准确性;换热部件模型基于双曲型守恒律方程,对工质的热物性和参数的快速变化有较好的适应性。在此基础上根据回路的质量守恒和压力平衡原则将各部件的模型耦合,建立了系统的动态模型。由于旁路阀调节是氦气透平发电系统主要的功率快速调节手段,瞬态效应较为显著,以模块式高温气冷堆（HTR-10GT）旁路阀开启后的过渡过程作为算例,分析了主要循环参数的响应特性,并通过分析,给出了降低输出功率的机制。计算结果表明：系统的容积惯性对旁路阀调节的响应速度影响较大,而阀门的开度则决定了系统在末态的输出功率;回热器的温度冲击现象可能发生在调节过程中,但可通过两旁路阀联动的方式缓解;反应堆出口温度变化幅度很小,因此反应堆模型的准确程度对结果基本无影响。     

核岛重要厂用水系统停泵水锤计算分析

核岛重要厂用水（SEC）系统是核岛向最终热阱（大海）的直流海水输热系统、安全级系统,必须长期稳定、安全、可靠的运行。文章通过数值模拟的方法计算SEC系统停泵时的水锤过程,分析空气阀、单向调压水箱、缓闭止回阀水锤防护方案在SEC系统中的适用性。     

大亚湾核电厂辅助给水系统RCC-M2级疏水管道的改进

大亚湾核电厂辅助给水系统的疏水管道属RCC-M2级设备,因该设备在高温和高压差下导致疏水器和隔离阀处经常发生闪蒸和冲刷,致使其密封面损坏而发生疏水故障。为避免对系统产生影响,核电厂借鉴同类型机组的改进经验,通过增加备用隔离阀解决该问题。改进的管道依据RCC-M进行力学分析。     

密度锁自平衡启动特性的实验研究

以应用密度锁的非能动余热排出系统为背景,结合实验研究和理论分析,对密度锁自平衡启动的运行特性及可行性进行研究。结果表明：自平衡启动可分为关阀预热和开阀平衡两个阶段,在这两个阶段内能分别实现密度锁“关闭”所必需满足的两个条件,达到隔离非能动余热排出回路与主回路的目的。在关阀预热阶段,密度锁借助其特殊结构,有效地控制了传热方式转变点的位置,促进了热/冷流体交界面的形成;在开阀平衡阶段,借助其水力平衡的自稳定特性,有效地控制了热/冷流体交界面的移动,建立了密度锁内的水力平衡。所得结果充分证明了自平衡启动方法的可行性。