CPR1000核电机组乏燃料水池后备冷却方式设计研究

针对CPR1000核电机组反应堆水池和乏燃料水池冷却以及处理（PTR）系统在某些情况下存在失去设备冷却水的风险,从冷却水源单一的角度分析机组PTR系统存在的问题,结合PTR系统现有的设备,创新性设计出采用其他冷却水源的备用冷却方式。分析研究表明,该设计方案提高了持续冷却乏燃料水池的可靠性,为PTR系统冷却方式增加了多样性和冗余性。      

CPR1000核电机组主泵电机轴绝缘低问题处理和预防研究

结合中国改进型三环路压水堆(CPR1000)宁德核电厂3号机组反应堆冷却剂泵电机(简称主泵电机)轴绝缘丢失事件,对造成主泵电机轴绝缘低的3个主要原因进行分析和研究,形成14步标准化排查步骤,解决了主泵电机轴绝缘低问题,并提出核电现场防止轴绝缘低的5点措施。     

CPR1000核电机组延伸运行优化控制

延伸运行（SO）是压水堆核电机组灵活运行的重要手段,研究如何提升机组SO模式下的安全性和经济性具有重要意义。针对某中国改进型三环路压水堆（CPR1000）核电机组某次SO模式下一回路平均温度、堆芯热功率、堆芯轴向功率偏差和温度调节棒棒位等重要参数存在波动的案例,研究表明波动的主要原因是由于该CPR1000核电机组的汽轮机高压调节阀运行在流量特性曲线的陡峭区,导致阀门开度在外部扰动影响下产生波动,并诱发主蒸汽流量、一回路平均温度等重要参数的波动。结合该核电机组设备的运行特性,提出优化高压调节阀流量特性曲线和优化主蒸汽流量限值等策略来提高机组SO期间安全性和经济性。数台CPR1000核电机组采用SO模式的工程实践案例验证了该策略的有效性。      

CPR1000反应堆压力容器制造无损检验与役前检查不一致的问题分析

重点分析RCC-M和RSE-M规范的无损检验要求,梳理出中国改进型三环路压水堆(CPR1000)反应堆压力容器(RPV)制造无损检验与役前检查要求的差异项。对差异项开展分析研究,从检验范围、扫查方向、记录水平、显示尺寸测量和评价标准等方面提出针对性的技术改进方案,尽可能解决由于制造和役前检查技术差异而产生检验结果不一致的工程问题。     

AP1000乏燃料水池失冷瞬态特性研究

以AP1000堆型为参考，建立乏燃料水池冷却系统主要设备的热平衡耦合数学模型，并研究各类失冷事故下乏燃料水池水温的瞬态变化。模拟结果显示，在整堆芯卸料时即发生丧失所有冷却途径的事故，则燃料裸露时间约为24 h；在装料后即发生丧失所有冷却途径的事故，则燃料裸露时间约为213 h。这些工况的模拟结果为应对相应乏燃料水池失冷事故提供了参考反应时间。      

以设备分级为主导的维修大纲优化技术与应用

提出以设备分级为主导的预防性维修（PM）大纲优化技术理念与导向,给出了C/S/E/R各级设备PM大纲优化技术路线和优化案例,并在2018～2020年陆续应用于多台中国改进型三环路压水堆（CPR1000）核电机组PM大纲精益化专项中,完善补强了关键重要设备PM大纲,削减了过度维修,使得维修资源得到合理配置。截至2020年底16台CPR1000机组PM大纲当量总量值下降超过20%,PM维修费用节约保守估计超过5000万元。实践证明,运用基于设备分级的PM大纲优化技术不仅能够确保关键重要设备的可靠性维修水平,还能有效降低核电机组运维成本,可作为其他核电厂PM大纲优化参考。     

EPR机组乏燃料水池热交换器逆向加热调试方案研究与验证

欧洲先进压水堆(EPR)热交换器的逆向加热调试方案为:使用设备冷却水系统(RRI)逆向加热堆和乏燃料水池冷却和净化处理系统(PTR)热交换器。调试过程中:反应堆冷却剂系统(RCP)主泵热量通过余热排出系统(RHR)—设备冷却水系统(RRI)—PTR链路逆向加热乏燃料水池(SFP)。通过仿真软件对EPR的SFP热交换器进行建模,分析热交换器的热力性能,转换试验准则,达到在试验工况即可验证系统设计中严重事故工况下的热交换器性能,并最终通过调试试验对技术方案的可行性进行了验证。     

AP1000核电厂乏燃料贮存安全性分析

福岛事故暴露出了二代沸水堆乏燃料组件贮存的安全问题。本文比较了三代AP1000核电技术与二代沸水堆技术在乏燃料贮存方面的差异。AP1000核电厂乏燃料水池冷却系统运用先进的非能动设计,通过多种补水方式和补水水源以及沸水蒸汽排放控制等措施可有效地解决福岛事故中存在的问题,保障了乏燃料组件贮存的安全性。     

福建福清核电厂一期工程乏燃料水池概率安全分析

以福建福清核电厂一期工程乏燃料水池为研究对象,对可能威胁乏燃料水池安全的内部始发事件进行了概率安全分析。评价了乏燃料水池中燃料元件损坏的风险,并将实施应急补水及液位连续监测这两项设计改进后的定量化结果与改进前的定量化结果进行比较分析。结果表明,改进项的实施明显降低了乏燃料水池燃料元件损坏的风险。     

非能动压水堆核电厂乏燃料池风险评价

以非能动压水堆核电厂为研究对象,对可能引起乏燃料损伤的内部事件进行了风险评价。采用PSA软件RiskSpectrum建立事件树和故障树模型,进行乏燃料损伤频率（FDF）定量化。结果表明：在所有工况下总的FDF为2.05×10^-9/(堆•年),远小于堆芯的损伤频率（约2.41×10^-7/(堆•年)）;即使在放射性完全释放的假设下,乏燃料损伤导致的大量放射性释放频率仍较堆芯损伤导致的大量放射性释放频率（约2.38×10^-8/(堆•年)）低1个量级;由于非能动压水堆核电厂有多重预防缓解措施以应对乏燃料池（SFP）事故,SFP风险远低于堆芯风险,可实现核安全导则的安全目标。     

基于燃耗信任制的核电厂乏燃料贮存水池临界计算

为研究初始富集度为4.95%的新型燃料组件卸料后高密度贮存的可行性,以岭澳核电站3、4号机组乏燃料贮存水池为例,利用SCALE5.1程序系统中基于燃耗信任制的STARBUCS临界计算程序,分析了该新型燃料组件在不同燃耗情况下,锕系核素和裂变产物的产额变化及其对反应性的影响;基于锕系加裂变产物信任水平,计算了燃料组件在不同燃耗深度和不同贮存年限情况下的乏燃料贮存水池临界安全性;给出了乏燃料贮存水池Ⅱ区的参考装载曲线。计算表明:该新型燃料组件在燃耗达到45 GWd.t-1(U)后可以高密度贮存在乏燃料贮存水池Ⅱ区。     

使用大亚湾核电站乏燃料的池式堆概念核设计

计算了使用大亚湾核电站乏燃料的池式堆所需的组件数,分析了^135Xe,^149Sm和^241Pu对反应性的影响及乏燃料冷却时间与循环长度的关系,指出抽掉含钆棒能够增加循环长度。设计了使用大亚湾核电站乏燃料的池式堆堆芯布置方案?从核设计的角度进一步阐明了这种堆型的可实现性。     

AP1000乏燃料贮存格架临界安全分析

基于SCALE6程序包对西屋公司采用燃耗信任制技术的AP1000核电厂乏燃料贮存格架(SFSRs)临界安全分析过程进行了复现,在此基础上结合AP1000核电厂堆芯反应性控制特性,分析了轴向燃耗分布对系统反应性的影响。结果表明,高燃耗下采用机械补偿(MSHIM)轴向燃耗分布计算得到的系统反应性更保守,同时临界安全分析中需考虑吸收体在组件燃耗过程中对反应性的影响,且不应信任可溶硼。     

乏燃料水池LOCA工况事故分析研究

以大亚湾核电站乏燃料水池为原型,利用热工水力最佳估算程序RELAP5/MOD3.3程序分析乏燃料水池发生破口事故后的工况。分析结果表明:事故后6.1 h池水温度从52.6℃上升到100℃,池水开始沸腾,在16.6 h燃料组件开始裸露。这段时间内,若能够采取相应的措施冷却乏燃料水池中的水,或者及时向水池中补水,能够避免燃料组件裸露。     

CPR1000核电厂DCS机柜失电分析

介绍了CPR1000核电厂数字化控制系统（DCS）的总体结构,以反应堆保护机柜（RPC）为基础,分析RPC的信号接口特性和信号关键路径节点的信号处理机制。结合RPC Ⅳ保护通道失电造成未能停堆的预期瞬变（ATWS）系统误发停堆信号的原因进行分析及优化,结果表明：对DCS机柜失电分析的研究是必要的,通过对RPC Ⅳ的给水流量信息进行优化和合理分配,可避免误发停堆信号。失电分析可优化仪控的设计,提高核电厂的可靠性。