HTR-10中石墨材料氧化的估算

通过合理的分析模型,研究了10MW高温气冷堆（HTR-10）中石墨材料IG-11的氧化情况。以HTR-10反射层为例,计算了反射层最高温度处氧气对石墨的氧化情况。计算发现,石墨的氧化程度随反应产物中CO份额的增加而加剧;当反应全部为CO时,石墨材料的最大理论耗蚀厚度为35．8mm;当反应全部为CO2时,石墨材料的最小理论耗蚀厚度约为23．7mm;石墨材料在整个服役期间,在反射层温度最高处,石墨的氧化比较严重。     

HTR-10安全功能与设备分级

参照有关的核安全法规,结合我国设计、建造各类研究堆的经验,根据HTR-10的安全特性和对构筑物、系统和部件安全功能的要求,制定了HTR-10的构筑物、系统和部件等物项的安全分级原则和相应的设计、制造要求及验证措施等,对HTR-10的设计和建造具有实际的指导和应用价值,确保了HTR-10的安全与可靠。     

HTR-10氦气气轮机电磁轴承系统控制器研究

10 MW高温气冷实验堆(HTR-10)氦气气轮机直接循环发电系统将使用电磁轴承支承气轮机转子和发电机转子.由于正常工况下气轮机转子转速高于二阶挠性临界转速,因此,需要研究挠性转子在电磁轴承支承下过临界转速的控制方法.在根据相似原理设计的模拟气轮机转子-电磁轴承实验系统上,采用PID和相位补偿相结合的控制方法,通过仿真和实验,研究并设计了低刚度和高刚度控制器.在两种控制器分别作用下,转子都能够稳定悬浮,并且顺利地超越前两阶挠性临界转速,最高转速达到450 r/s.实验表明,与低刚度控制器相比,50～300 r/s转速内,高刚度控制器作用下的转子振幅明显减小,具有更好的控制性能.     

HTR-10一回路氦气泄漏率测量方法研究

本文详细介绍了测量HTR-10一回路氦气泄漏率的两种方法--直接测量法和存量衡算法,针对HTR-10一回路参数多变的特性,讨论分析了直接测量法的实用性,并提出了在计算压力壳内氦气平均温度时使用经验公式的方法.结合实际运行参数,分别使用两种测量方法得到的氦气泄漏率的最大相对误差为5.7%,证明了用直接测量法可以准确得到HTR-10一回路氦气的泄漏率,能够以直接测量法得到的测量结果为依据连续监测一回路氦气每天的泄漏量是否小于一回路却剂系统中总氦量的1%.     

HTR-10智能化数字式过球计数系统

所介绍的过球数字化处理系统,采用智能的信号处理技术,实现了连续、准确的燃料球计数,并具有广泛的适应性、良好的界面、与堆上其他系统的兼容性、完善的诊断功能、低廉的成本、良好的可运行性和维护性。     

HTR-10燃料装卸控制系统的改进

为满足10MW高温气冷试验堆(HTR-10)长期运行的要求,对燃料装卸控制系统进行了改进.利用OMRON C200HS可编程控制器,完成了系统自动化流程的设计;在保留操作台结合模拟屏进行监控的基础上,使用FIX6.15组态软件,实现了监控方式的数字化.本次改进有效地提高了燃料装卸系统的工作效率和安全性.     

技术规格书与运行核安全监督

运行技术规格书以设计原则和假设为基础，以保证三道屏障的完整性为目标，确定了一整套核电厂运行阶段所必须遵守的限值和条件。严格遵守技术规格书是保障核电厂运行安全的重要方面之一。本文介绍了大亚湾核电站运行技术规格书的主要内容及国家核安全局对大亚湾核电站遵守技术规格书进行的监督管理。     

HTR-10堆芯球流运动的唯象学DEM模拟

清华大学研发的10 MW高温气冷堆（HTR-10）是国际上重要的先进实验反应堆,球流运动的研究具有基础性地位。通过唯象的方法对HTR-10堆芯的球流运动进行了离散元数值模拟,通过已由实验验证的计算程序,采用与HTR-10堆芯1∶1的计算模型,计算了27 000个元件单元的运动,包括不同摩擦系数f和不同底部锥角A下的球流运动。结果表明：在HTR-10堆芯设计条件下,球流运动较均匀,堆芯底部不存在滞留区;f越大或A越大,堆芯球流越均匀,表现出更好的整体性向下运动;当f达到0.8上限时,HTR-10堆芯球流依然保持了整体性运动,底部无任何被滞留的球。本工作对进一步优化球床式高温气冷堆堆芯设计具有重要意义。     

HTR-10中石墨粉尘在热气导管中的沉积

分析了10Mw高温气冷堆(HTR-10)中的石墨粉尘在热气导管中的沉积情况,得到了石墨粉尘在热气导管中的沉积率.在分析计算中,考虑了石墨粉尘在热气导管中的紊流沉积和热泳沉积.计算结果发现,石墨粉尘在热气导管中的沉积量非常小,其主要原因是氦气的流速较高.     

MVP程序用于HTR-10首次临界的计算

使用MVP程序对10 MW球床式高温气冷堆(HTR-10)的首次临界进行计算。计算中根据HTR-10的特点,应用MVP程序的统计几何模型来描述燃料颗粒在燃料球内的随机分布以及燃料球和石墨球在堆芯内的随机混合分布。使用JENDL-3.3数据库时,MVP程序的结果与VSOP程序和MCNP程序相比差别稍大,而使用ENDF/B-Ⅵ.8数据库时结果则非常接近。与首次临界实验结果相比,相对误差均小于0.7%。结果表明,MVP程序可以用于球床式高温气冷堆的堆芯物理计算。     

HTR-10GT辅助轴承结构特性研究

在10 MW高温气冷堆氦气透平发电系统(HTR-10GT)中,辅助轴承用于失去磁力轴承主支承后的临时辅助支承,是整个转子系统重要的安全保障.本文综述了辅助轴承的研究现状,针对已建立的辅助轴承实验台架,采用有限元建模分析,讨论了辅助滚动轴承保持架的结构特性,为辅助轴承的结构设计提供了重要参考.     

10MW高温气冷堆的应急计划与应急准备

为了保护环境、公众和工作人员，按照核设施纵深防御的原则．10MW高温气冷堆(HTR—10)必须制定应急计划．并在此基础上作好应急淮备，以便在事故情况下可以采取快速有效的应急响应行动，减轻事故的后果。本文依照研究堆的核安全法规和导则，并根据HTR—10的安全特性，完成了HTR—10应急计划的制定、应急准备及装科前的场内综合应急演习等工作．保证了HTR—10在2000年建成并达到临界。     

Thermodynamic Analysis of Thermal Efficiency of HTR-10 Hydrogen Production System

This paper presents thermodynamic analysis of the thermal efficiency of the 10 MW high temperature gas cooled reactor (HTR-10) hydrogen production system. The global reaction for the equilibrium reaction model is introduced. An analytical expression for the thermal efficiency is developed using the global reaction. For the specified temperature and pressure the thermal efficiency can be computed with the solution of the equilibrium. The investigation provides a more realistic limit for the efficiency of the nuclear hydrogen production system. The influence of the temperature, latent heat, steam-to-carbon ratio and pressure on the thermal efficiency is analyzed. Varying the temperature there is a maximum thermal efficiency for the specified pressure and steam-to-carbon ratio. The latent heat influences the thermal efficiency significantly, especially at the high temperature condition. Also varying the steam-to-carbon ratio there is a maximum thermal efficiency for the specified pressure and temperature. The process should be operated with high steam-to-carbon ratio to obtain maximum thermal efficiency when the reforming temperature is low and pressure is high. The maximum value is 68.9% within the range of the pressure greater than 1 MPa and steam-to-carbon ratio greater than 2. Comparison of theoretical results to experimental data is carried out.     

Modeling of the Helium-Heated Steam Reformer for HTR-10

In this study, based on the pseudo-homogeneous one-dimensional model, a steady-state model of the helium-heated steam reformer planned to be connected with the 10 MW high temperature gas cooled reactor (HTR-10) has been developed. Good agreement is shown between the simulating results and experimental data. The influence of main process parameters on the performance with respect to the methane conversion and the hydrogen yield is investigated and discussed. The performance increases remarkably with the increase in the inlet helium temperature when it is lower than 1,000°C. Whereas, the effect becomes weak when the temperature is higher than 1,000°C. The influence of the inlet helium flow rate is not as evident as that of the temperature. The inlet helium pressure and inlet process gas temperature have almost no influence on the performance. The performance increases with the decrease in the inlet process gas pressure. The influence of the inlet process gas flow rate and steam-to-carbon ratio (S/C) is complicated. Optimal values should be chosen for them to obtain a high performance.     

HTR-10氦气流中石墨颗粒尺寸的估计

清华大学10MW高温气冷堆（HTR-10）采用石墨结构材料和石墨燃料元件,以及氦气冷却剂。由于结构部件的摩擦和磨损,反应堆一回路氦气流动中不可避免的带有石墨粉尘,这是反应堆设计中必须加以考虑的重要问题之一。本文根据凝并理论和颗粒学中的离散-分区模型（Discrete-Sectional Model,DSM）,建立了一种颗粒成长的计算方法,并对其进行了验证;同时运用该方法研究了HTR-10氦气流中石墨颗粒的发展情况,给出了氦气流中石墨颗粒在反应堆正常运行时的尺寸分布,并计算出石墨颗粒直径主要分布于10～20um,平均直径为12.9um。     

HTR-10一回路冷却剂中氚活度的测量

详细介绍了测量10 MW高温气冷试验堆一回路冷却剂中氚活度的方法。设计适用于HTR-10特点的氚收集装置,先后两次收集冷却剂中的氚,制成液样进而用液闪法进行测量,并根据试验结果推算HTR-10一回路冷却剂中氚的总活度。针对两次试验结果进行分析并与理论计算值相比较,验证了理论计算的正确性并由此进一步证明高温气冷堆的燃料包覆颗粒对放射性产物的阻挡作用完好,反应堆对环境的氚释放完全在设计要求范围内,符合相应的国家标准。