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相似文献
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1.
中国铅基研究实验堆(CLEAR-Ⅰ)被确定为中国科学院加速器驱动次临界系统(ADS)专项的主选堆型。燃料元件是铅基反应堆的核心部件之一,因此需确保燃料元件的芯块中心温度和包壳最高温度符合设计准则的要求。本文利用有限元程序ANSYS对燃料元件活性区在正常运行工况和失流事故下的温度场进行了数值模拟与分析。正常运行工况下的模拟结果表明,芯块中心温度远低于UO2的熔化温度限值,包壳最高温度低于材料的使用温度限值,满足设计准则中关于上限使用温度的要求。失流事故下的模拟结果表明,失流事故发生后,芯块中心温度和包壳最高温度都会明显上升。当冷却剂流速降低到0.1m/s时,包壳最高温度将超过正常使用温度;紧急停堆滞后时间超过17.5s时,包壳的最高温度将超过事故温度限值。以上分析结果可作为燃料元件安全评审工作的基础。  相似文献   

2.
新版HAD 102/07—2020核动力厂反应堆堆芯设计中明确要求:设计分析应考虑反应堆冷却剂系统正常运行产生的腐蚀产物在包壳表面的沉积导致的燃料棒传热恶化。因此,有必要分析燃料污垢对事故工况下燃料棒传热性能的影响,特别是以燃料芯块温度和包壳温度为验收准则的典型事故工况。本文开发污垢计算模型,采用等效热导率关系式计算含污垢和氧化层的包壳热导率,即认为污垢、氧化层均匀分散在包壳层中,使得包壳热导率变化,该等效包壳层所引起的温度梯度与实际情况相同。随后,基于对“华龙一号”核动力厂事故分析结果,选取了典型非LOCA事故(弹棒事故、功率运行下单个控制棒失控抽出事故)和LOCA事故进行污垢影响研究。结果表明,考虑污垢后,事故过程中的燃料芯块中心峰值温度和包壳峰值温度均有显著上升,但依然满足事故验收准则要求。  相似文献   

3.
压水堆核电站安全分析报告是核安全监管部门对其进行安全审查的重要文件,大破口失水事故是核电站运行的设计基准事故,是安全分析报告中的重要内容。本文使用RELAP5/MOD3.2进行压水堆冷管段大破口失水事故的计算,对比发现一回路冷管段发生双端断裂大破口时燃料元件包壳温度峰值(PCT)最高,且长时间维持在较高温度,此条件下反应堆最危险。计算结果表明,事故发生后,一回路压力迅速下降,堆芯冷却剂的流动性变差,导致堆芯裸露,燃料包壳温度又重新回升。通过安注系统和辅助给水系统等一系列动作,能保证燃料元件包壳温度不超过1204 ℃的限值。  相似文献   

4.
压水堆核电站安全分析报告是核安全监管部门对其进行安全审查的重要文件,大破口失水事故是核电站运行的设计基准事故,是安全分析报告中的重要内容。本文使用RELAP5/MOD3.2进行压水堆冷管段大破口失水事故的计算,对比发现一回路冷管段发生双端断裂大破口时燃料元件包壳温度峰值(PCT)最高,且长时间维持在较高温度,此条件下反应堆最危险。计算结果表明,事故发生后,一回路压力迅速下降,堆芯冷却剂的流动性变差,导致堆芯裸露,燃料包壳温度又重新回升。通过安注系统和辅助给水系统等一系列动作,能保证燃料元件包壳温度不超过1 204℃的限值。  相似文献   

5.
开发了THAS-PC2子通道分析微机程序,用于计算稳态和瞬态工况下快堆燃料组件的流量、温度和压力等参量分布。对EFR燃料组件的稳态和瞬态计算结果如下:堆芯出口平均温度和温长分别为557℃和157℃,最高包壳表面温度为601℃,它发生在中心燃料棒上,最大冷却剂温度为593℃;主泵断电二次停堆事故作为瞬态计算,算得的最高冷却剂温度和最高包壳表面温度分别为630℃和637℃(当t=2s时),它们都远低于  相似文献   

6.
事故容错燃料(ATF)是通过提高燃料材料热物性或包壳材料抗高温氧化性能来加强核燃料的事故容错能力,从而使核燃料能长期忍受严重事故。使用二次开发适用于ATF的RELAP5程序,对UO2-FeCrAl、FCM-FeCrAl这两种ATF和传统核燃料UO2-Zir-4进行大破口失水事故安全分析。对比事故分析结果可知:相较于传统UO2芯块,稳态运行工况下,热导率高的FCM芯块具有更低的燃料中心温度和更小的燃料径向温度梯度,同时在瞬态事故工况下,FCM芯块具有更低的瞬态初始温度和更小的燃料温度增长速率。相较于传统Zir-4包壳,在瞬态事故工况下,FeCrAl的包壳峰值温度更小,达到的时间更晚,同时由于FeCrAl包壳具有良好的抗高温氧化性能,事故过程中产生的氢气质量更小。  相似文献   

7.
事故容错燃料(ATF)是通过提高燃料材料热物性或包壳材料抗高温氧化性能来加强核燃料的事故容错能力,从而使核燃料能长期忍受严重事故。使用二次开发适用于ATF的RELAP5程序,对UO_2-FeCrAl、FCM-FeCrAl这两种ATF和传统核燃料UO_2-Zir-4进行大破口失水事故安全分析。对比事故分析结果可知:相较于传统UO_2芯块,稳态运行工况下,热导率高的FCM芯块具有更低的燃料中心温度和更小的燃料径向温度梯度,同时在瞬态事故工况下,FCM芯块具有更低的瞬态初始温度和更小的燃料温度增长速率。相较于传统Zir-4包壳,在瞬态事故工况下,FeCrAl的包壳峰值温度更小,达到的时间更晚,同时由于FeCrAl包壳具有良好的抗高温氧化性能,事故过程中产生的氢气质量更小。  相似文献   

8.
反应堆系统发生瞬态工况时,冷却剂温度的瞬间大幅度变化会对燃料元件包壳结构完整性造成冲击,危及反应堆安全。本文以某压水堆3×3燃料组件为对象,采用流固热耦合方法对冷水事故下燃料组件的流动换热特性和燃料元件包壳温度、变形及应力进行了三维精细化模拟。结果表明:定位格架能够增强燃料棒表面的对流换热强度;包壳变形时向与刚凸接触的一侧折弯,向与弹簧接触的一侧凸起;包壳与定位格架接触部位的温度和最大等效应力随事故时间不断增大,且最大等效应力超过了包壳材料的屈服强度,将发生强度失效,影响其结构完整性。本文研究可为反应堆燃料元件包壳瞬态工况下的完整性评价提供借鉴。   相似文献   

9.
包壳肿胀和破损是严重事故早期阶段的重要现象。包壳形变不仅会造成局部流动堵塞,同时,水蒸气会从破裂处进入包壳气隙,增加包壳被蒸汽氧化的表面积。广泛使用的一体化严重事故分析程序不能分析早期事故过程中燃料棒的热力学行为,判断包壳破裂也只是基于简单的参数模型。本文开发了分析燃料棒热力学行为的FRTMB模块,并集成在严重事故分析程序ISAA中。使用开发的耦合系统ISAA FRTMB分析了CAP1400反应堆直接注射(DVI)管线小破口事故过程中燃料棒的热力学行为,并预计了包壳破裂时间及相应的失效温度。计算结果整体验证了ISAA FRTMB分析瞬态事故过程中燃料棒热力学行为以及判断包壳破裂的适用性和可靠性。  相似文献   

10.
包壳肿胀和破损是严重事故早期阶段的重要现象。包壳形变不仅会造成局部流动堵塞,同时,水蒸气会从破裂处进入包壳气隙,增加包壳被蒸汽氧化的表面积。广泛使用的一体化严重事故分析程序不能分析早期事故过程中燃料棒的热力学行为,判断包壳破裂也只是基于简单的参数模型。本文开发了分析燃料棒热力学行为的FRTMB模块,并集成在严重事故分析程序ISAA中。使用开发的耦合系统ISAA-FRTMB分析了CAP1400反应堆直接注射(DVI)管线小破口事故过程中燃料棒的热力学行为,并预计了包壳破裂时间及相应的失效温度。计算结果整体验证了ISAA-FRTMB分析瞬态事故过程中燃料棒热力学行为以及判断包壳破裂的适用性和可靠性。  相似文献   

11.
应用RELAP5-3D程序建立了超临界水冷堆(SCWR)的稳态模型,并在此基础上,分别对SCWR的两种瞬态和两种事故工况进行了分析。汽轮机旁路系统的存在可有效维持反应堆压力,保证反应堆安全。若SCWR失去给水,在辅助给水系统启动之前,向下流的水棒可通过热传导带走堆芯热量,并向燃料通道内提供冷却剂,缓解堆芯升温。因而,向下流的水棒体现了SCWR的安全性。主泵卡轴事故由于没有惰转,最热包壳温度值最大,因而主泵惰转可有效缓解包壳温度的升高。  相似文献   

12.
The effectiveness of the execution of emergency operation procedures (EOPs) for an advanced boiling water reactor (ABWR) during postulated accident conditions using MAAP 4 code is discussed in this paper. The simulation scenarios included the loss of turbine driven feedwater pump (LOTDRFP), the anticipated transients without scram (ATWS), and the loss of coolant accident (LOCA). Based on the comparisons of responses on different parameters for cases with and without EOP actions, we concluded that the EOPs could effectively mitigate the consequences of the accidents. In addition, the emergency depressurization (ED) timing and the times spent between executing the EOP steps were also considered. The simulation results clearly reveal that both the earlier execution of ED and the decrease of times spent between each EOP step could delay the boron injection and leave the operator ample time to take some other remedy actions for reactor safe shutdown.  相似文献   

13.
周翀  杨燕华 《原子能科学技术》2013,47(12):2238-2243
超临界水冷堆燃料验证实验(SCWR-FQT)将对1个小型燃料组件在超临界水环境下进行堆内性能测试。为了对该实验回路进行系统设计和安全分析,应用修改过的ATHLET程序建立实验回路计算模型,对两种造成燃料组件实验段冷却剂流量部分或全部丧失的设计基准事故进行模拟分析,即由于装载实验段的压力管内部的导向管破裂导致流经实验段的冷却剂旁通和主冷却剂泵卡轴事故。计算结果显示:实验段冷却剂旁通事故中,燃料包壳温度在事故初期出现约920 ℃的峰值;而主泵卡轴事故中,燃料包壳温度未明显升高。计算结果表明,现有的安全系统设计能保证在事故情况下维持燃料组件实验段的有效冷却。  相似文献   

14.
To solve actual problems in the accident analysis and working condition design of the 600 MW demenstration fast reactor (CFR600), the sodium-cooled fast reactor (SFR) system code FR-Sdaso was developed, which could be used to model the reactor core, primary system, secondary system, tertiary system, quadruple system and the decay heat removal system of the SFR. The physical models can be divided into three categories: The models for nuclear island equipment including point reactor model, single-channel core thermal model, multi-zone sodium pool model and four-zone steam generator model, etc., the lump parameter models for conventional island equipment, including turbine, condenser, feed water heater, deaerator, etc., and the general models for pump, valve, pipe and control volume. Preliminary V&V work for FR-Sdaso was conducted, and the results show that FR-Sdaso can be used to analyze the transient conditions of the whole plant and typical SFR accidents such as overpower, loss of flow, and loss of heat sink. FR-Sdaso was used in the design and safety analysis of the CFR600.  相似文献   

15.
为解决600 MW示范快堆(CFR600)事故分析和工况设计中的实际问题,自主开发了钠冷快堆系统程序FR-Sdaso,其建模范围包括堆芯、一回路、二回路、三回路、四回路和事故余热排出系统,主要物理模型包括点堆模型、单通道堆芯热工模型、多区钠池模型、四区蒸汽发生器模型等核岛设备或部件分析模型,汽轮机、凝汽器、给水加热器、除氧器等常规岛设备采用集总参数模型,泵、阀门、管道及控制体等采用通用模型。对程序进行了初步验证,结果表明,FR-Sdaso程序可用于分析全厂瞬态工况及超功率、失流、失热阱等典型事故过程。目前,FR-Sdaso程序已用于CFR600的设计和安全分析。  相似文献   

16.
中间换热器的传热和阻力特性   总被引:1,自引:1,他引:0  
中间换热器在高温气冷堆氦气透平间接循环发电系统中是耦合高温气冷堆和氦气透平的关键部件,承担着将高温气冷堆中高温氦气的能量传递到氦气透平回路的任务.中间换热器给氦气透平的设计和运行维护带来方便,但它的传热与阻力性能不可避免地影响循环效率,因此,中间换热器的设计和选型需综合考虑传热效率、压力损失、材料性能和紧凑度等因素.本文介绍了印制板式换热器(PCHE)的主要特点,分析了它在间接循环系统中应用的可行性,重点研究了该中间换热器的传热和流动阻力特性,以及影响PCHE换热效率和压力损失的主要因素.在此基础上,提出了优化中间换热器传热和阻力特性的途径和方法.  相似文献   

17.
The Chinese fusion engineering test reactor (CFETR) was expected to bridge from the international thermonuclear experimental reactor (ITER) to the demonstration fusion reactor (DEMO). The water-cooled ceramic breeder (WCCB) blanket is one of the blanket candidates for CFETR. In this paper, preliminary thermal hydraulic safety analyses have been carried out using the system safety analysis code RELAP5 originally developed for light water fission reactors. The pulse operation and three typical loss of coolant accidents (LOCAs), namely, in-vessel LOCA, in-box LOCA, and ex-vessel LOCA, were simulated based on steady-state initialization. Simulation results show that important thermal hydraulic parameters, such as pressure and temperature can meet the design criterion which preliminarily verifies the feasibility of the WCCB blanket from the safety point of view.  相似文献   

18.
超临界二氧化碳反应堆是一种极具潜力的新堆型,目前正处于概念设计阶段。本文以韩国科学技术院(KAIST)设计的超临界二氧化碳模块化微型堆(MMR)为研究对象,对一回路系统主要部件进行建模,并利用FORTRAN语言开发了适用于超临界二氧化碳反应堆的瞬态安全分析程序TRA_SCR。基于该程序,对KAIST MMR进行了稳态计算分析,验证了程序的正确性。同时,对部分无保护失流事故和无保护反应性引入事故进行了瞬态计算,获得了关键热工水力参数的瞬态特性。计算结果表明该反应堆系统具有较强的固有负反馈特性,且在所计算的事故中,包壳、燃料和冷却剂温度均未超出安全限值,表明了系统在上述事故下的安全性。但在上述无保护失流事故中,堆芯冷却剂出口温度接近安全限值,表明在该事故工况下,反应堆出口温度是制约系统安全性能的关键因素。  相似文献   

19.
If any severe accident occurs, application of the Severe Accident Management Guidance (SAMG) is initiated by the Technical Support Center (TSC). In order to provide advisory information to the TSC, required safety injection flow rate for maintaining the coolability of the reactor core has been suggested in terms of the depressurization pressure. In this study, mechanistic development of the safety injection flow map was performed by post-processing the core exit temperature (CET) data from MELCOR simulation. In addition, effect of oxidation during the core degradation was incorporated by including simulation data of core water level decrease rate. Using the CET increase rate and core water level decrease rate, safety injection flow maps required for removing the decay and oxidation heat and finally for maintaining the coolability of the reactor core were developed. Three initiating events of small break loss of coolant accidents without safety injection, station black out, and total loss of feed water were considered. Reactor coolant system depressurization pressure targeting the suggested injection flow achievable with one or two high pressure safety injections was included in the map. This study contributes on improving the current SAMG by providing more practical and mechanistic information to manage the severe accidents.  相似文献   

20.
The high temperature engineering test reactor (HTTR) being constructed by the Japan Atomic Energy Research Institute is a graphite-moderated, helium-cooled reactor with an outlet gas temperature of 950 °C.Two independent vessel cooling systems (VCSs) of the HTTR cool the reactor core indirectly during depressurized and pressurized accidents so that no forced direct cooling of the reactor core is necessary. Each VCS consists of a water cooling loop and cooling panels around the reactor pressure vessel (RPV). The cooling panels, kept below 90 °C, cool the RPV by radiation and natural convection and remove the decay heat from the reactor core during these accidents.This paper describes the design details and safety roles of the VCSs of the HTTR during depressurized and pressurized accidents. Safety analyses prove that the indirect core cooling by the VCSs and the inherent safety features of the reactor core prevent a temperature increase of the reactor fuel and fission product release from the reactor core during these conditions. Furthermore, it is confirmed that even if VCS failure is assumed during these accidents, the reactor core and RPV can remain in a safe state.  相似文献   

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