华龙一号包络功率形状验证方法研究

堆芯功率分布可用径向功率分布和轴向功率分布分别描述,功率分布对堆芯偏离泡核沸腾(DNB)具有较高的重要性.核电厂在运行过程及事故过程中可能出现的功率分布各不相同,为有效简化热工水力设计及事故分析所需的功率形状,根据事故过程中功率分布的变化程度以及核电厂保护系统特性,将事故分析所需的极限功率形状分类包络.根据华龙一号的保...     

压水堆核电厂堆芯功率能力验证分析

介绍了压水堆核电厂换料堆芯功率能力验证分析的原理和方法。利用中子学计算程序对换料堆芯正常运行工况（一类工况或工况I）和中等频率事故工况（二类工况或工况II）中可能的堆芯功率分别进行模拟。从反应堆物理和热工水力学的角度论证反映一、二类工况堆芯安全性的线功率密度裕量和偏离泡核沸腾比（DNBR）裕量。从而验证一类工况反应堆运行区域和二类工况超漏、超功率保护限值。本文还给出了大亚湾核电站18个月换料堆芯功率能力验证分析的结果。     

华龙一号小幅功率提升研究

对华龙一号热功率精度进行了分析,计算了蒸汽发生器出口压力测量精度、给水温度测量精度和给水流量测量精度对华龙一号热功率精度的贡献度,通过定量化的数据证明了主给水流量测量精度对热功率计算精度的影响最大。基于目前孔板流量计精度低,长期使用精度劣化的问题,提出采用高精度（0.3%）的超声波流量计来测量主给水流量,计算结果表明,采用超声波流量计可以获得0.97%的功率提升。      

华龙一号平衡循环燃料管理策略研究

核电厂燃料管理的主要任务是在约定的限制条件下,为核电厂一系列的运行循环做出其经济安全运行的全部决策,确定最佳的各循环装料策略。一座核电厂从建成到退役期间要经历初始循环、过渡循环、平衡循环序列,平衡循环在理想情况下是一个无限的循环序列,一般认为平衡循环是性能指标最佳的循环方案,并为燃料管理人员定为目标运行循环。基于华龙一号百万千瓦级核电厂,通过对燃料组件和可燃毒物的合理布置及优化,采用了混合富集度燃料组件的换料策略,进行了平衡循环的燃料管理方案设计。结果表明,燃料管理方案在循环长度、核焓升因子、慢化剂温度系数、停堆裕量和组件卸料燃耗方面均满足预先设定的燃料管理目标。平均批卸料燃耗和燃料组件燃耗限值的比值约为0.92,与AP1000、EPR等三代核电站相当,具有非常好的燃料经济性。     

基于RBF神经网络的压水堆堆芯三维功率分布方法研究

堆芯三维功率分布的实时监测对核电厂的安全高效运行和控制系统优化均有重大意义。本文利用堆外核测量系统及RBF神经网络构建了一个实时堆芯功率三维分布监测系统,以提高监测的实时性及减小三维功率分布的拟合误差。在300 MW压水堆核电厂全范围仿真机上进行了一系列仿真实验,结果表明,该监测系统能在燃料循环周期的一定燃耗范围内,实时呈现堆芯三维功率分布,并通过几种方法对模型的精度进行了有效改进。     

基于BP神经网络的堆芯三维功率重构方法研究

堆芯功率分布包含了堆芯内的大量信息,由于在反应堆运行过程中无法直接测量堆芯内所有位置的功率,因此需通过其他方法得到堆芯三维功率分布的情况。本文以秦山一期工程为对象,利用堆外中子探测器在不同棒位和不同功率下的计数及BP神经网络对堆芯三维功率分布进行重构计算,并利用REMARK程序对该计算结果进行验证。结果表明,该功率重构方法能在反应堆运行的50%～100%功率范围内,较好地呈现堆芯三维功率分布。     

反应堆功率控制系统的建模及闭环验证

基于MATLAB/SIMULINK仿真软件,对岭澳一期核电站功率控制系统进行建模.通过与RELAP5完成的核电厂主回路热工水力模型相连接,对该控制系统模型进行了闭环瞬态工况测试.将计算机仿真结果与电厂试验曲线进行了比较,两者非常吻合.定性和定量地验证了本控制模型和热工模型的正确性.     

华龙一号反应堆及一回路系统研制

华龙一号反应堆及一回路系统是中国核动力研究设计院在现有压水堆核电厂科研、设计、制造、建设和运行经验的基础上,根据福岛核事故等经验反馈,借鉴国际先迚核电技术设计理念,遵循国际最高安全要求研収的具有完全自主知识产权的国际先迚的三代百万千瓦压水堆核心系统,是华龙一号三代核电机型的"収动机"。本文概述了中国核动力研究设计院围绕"177堆芯"迚行华龙一号反应堆及一回路系统研制的历程,简要介绍了在反应堆技术方案、一回路系统设备设计和主要实验验证等方面开展的工作,展示了华龙一号"収动机"的先迚性、经济性和安全性。     

堆芯功率分布重构方法分析

本文介绍了堆芯功率分布重构方法中传统的两种方法：权重系数法及多项式展开法。用堆芯计算程序SMART构造测量和预测状态分布,分别采用权重系数法和多项式展开法进行径向功率重构。计算结果显示,在径向重构中多项式展开法对瞬态及局部下的重构效果并不佳,而权重系数法则能部分重构堆芯局部各处的偏差分布。在稳态下,两种重构算法各有优点。     

“华龙一号”机组汽轮机系统仿真建模及逻辑验证

本文对"华龙一号"机组汽轮机控制系统进行仿真建模后,通过接入RINSIM仿真平台中的工艺系统模型,建立完整的汽轮机仿真系统,并利用该系统对汽轮机控制逻辑进行了验证。"华龙一号"机组汽轮机仿真系统包括工艺系统模型(Level 0)、控制系统模型(Level 1)、人机界面(Level 2)以及连接各模型的接口程序。通过由单系统到多系统,由小顺控到大顺控的各方面测试,完成对汽轮机系统控制逻辑的验证。     

核电厂多样化驱动系统整体验证方法研究

为了实现对核电厂多样化驱动系统的整体验证,通过仿真技术建立了核电厂高精度工艺模型和实时的仪控系统模型,开发了验证多样化驱动系统的接口通信软件。该多样化驱动系统通过对这些状态或数值信号的响应产生相应的控制或保护逻辑,输出调节量等各种过程参数送至验证平台工艺数学模型进行计算,进而得到被验证的多样化驱动系统接入后的电厂状态参数,测试人员可根据这些状态参数确定多样化驱动系统的控制逻辑和响应的正确性。实验结果表明,该整体验证方法能够实现对核电厂多样化驱动系统的在稳态和瞬态工况下的闭环响应验证,可获得较好的验证效果。     

裕量法的堆芯功率能力分析研究

堆芯功率能力分析是在确定的反应堆运行模式下研究堆芯功率分布的控制,以满足核电厂在Ⅰ类工况下电厂机动性要求和Ⅱ类工况时安全性要求。传统的功率能力分析方法,比如综合法或较为先进的三维分析方法,均是计算功率分布相应的关键安全参数,并验证关键安全参数满足相应的设计准则。对于使用在线功率分布监测系统的压水堆,功率能力分析方法计算满足设计准则的最大功率水平。以西屋3DFAC方法为基础,给出裕量法功率能力的计算模型;并采用裕量法进行三门核电厂首循环特定燃耗步的功率能力分析,证明裕量法计算模型的合理性。裕量法计算模型不仅有助于工程设计人员快速掌握AP1000核电厂的功率能力分析方法;同时也为其他具有堆内监测系统的反应堆的堆芯功率能力分析提供参考。     

华龙一号安注箱注入特性优化研究

安注箱主要用于在核电站发生大中破口事故时快速向一回路注入含硼水,安注箱的有效注入流量和持续注入时间对于缓解事故后果有重要影响。本文基于华龙一号安注箱在一回路破口事故工况下的注入特性,通过FLOWMASTER建立计算模型,对安注箱下游直接注入管线阻力特性、安注箱容积和安注箱初始蓄压进行敏感性分析,在满足安全分析要求的基础上,为进一步优化安注箱的设计提供依据。计算分析表明,合理选取直接注入管线的管径和管线布置参数、优化安注箱初始蓄压能进一步提升安注箱的安全性能,进一步减小安注箱容积,节省反应堆厂房空间。     

华龙一号应急工况评价系统初步开发

为了满足华龙一号(HPR1000)事故条件下的应急响应,需要开发一套应急工况评价系统,用于基于征兆的堆芯损伤评价和释放源项估算。本文给出了华龙一号应急工况评价系统(ECAS-HPR1000)的总体设计,包括软件框架、评价模块、平台和接口开发等,该系统采用跨平台的JAVA语言开发,以MySQL数据库作为数据存储,支持Windows和Linux操作系统。该系统包括五个子系统,分别是基础数据采集和管理子系统、堆芯损伤评价子系统、释放源项计算子系统、评价结果展示子系统和用户权限管理子系统。该系统可以基于实时工况数据,评价堆芯损伤状态和程度,并计算出堆芯释放到一回路、安全壳和环境的放射性核素的量,并考虑了华龙一号双层安全壳对计算结果的影响。     

华龙一号LPD在线监测系统误差分析

核电厂采用线功率密度(LPD)在线监测系统对电站运行的实测参数在线计算并显示堆芯线功率密度,能够准确、及时地描述堆芯状态,提高核电厂运行的安全性和经济性。LPD在线监测系统报警限值的设定,需要考虑在线监测系统的总体误差,并留有一定裕量。通过研究华龙一号LPD在线监测系统的总体不确定度的分析方法,将系统的各部分误差通过统计方法综合起来,得到系统的总体误差限值。结果表明,华龙一号采用的LPD在线监测系统误差满足工程要求。     

“华龙一号”反应堆精细化全堆芯大规模CFD数值模拟研究

精细化全堆芯大规模计算流体力学(CFD)数值模拟是"华龙一号"和数字化反应堆研究设计过程中的重要方法。本文通过一系列合理简化,建立了"华龙一号"反应堆全堆芯几何结构模型,并采取分组网格划分的方式对堆芯燃料组件进行离散,得到全堆芯CFD分析模型;通过精细化全堆芯大规模CFD数值模拟,可以获得堆芯完整流场分布特性和热工水力参数,验证"华龙一号"反应堆堆芯参数设计的合理性,为反应堆优化设计和安全运行提供参考。研究结果表明,由于"华龙一号"反应堆堆芯1/4对称结构和"三进三出"的1/3冷却剂进出口对称结构共同作用,堆芯流量分配因子在径向呈现先增加后减小的趋势,流量最大处不在堆芯正中心;在入口管嘴横截面上燃料组件最大温度约为331.2℃,温度分布不均匀,在径向总体呈现先增加后减小的趋势,最大温度区域也不在堆芯正中心,这与堆芯流量分配因子的趋势类似,是堆芯功率分布与冷却剂流量分配共同作用的结果。     

Logic Verification System for Power Plant Sequence Diagrams

A logic verification system for sequence diagrams of power plants has been developed. The system's main function is to verify correctness of the logic realized by sequence diagrams for power plant control systems. The verification is based on a symbolic comparison of the logic of the sequence diagrams with the logic of the corresponding IBDs (Interlock Block. Diagrams) in combination with reference to design knowledge. The developed system points out the sub-circuit which is responsible for any existing mismatches between the IBD logic and the logic realized by the sequence diagrams. Applications to the verification of actual sequence diagrams of power plants confirmed that the developed system is practical and effective.     

AP1000机组首次临界试验验证计算

首次临界试验是压水堆核电厂调试启动过程的关键环节,旨在确认核反应堆堆芯能按照设计要求达到预期的临界运行状态。本文利用西安交通大学自主研发的NECP-Bamboo程序系统对AP1000机组堆芯的首次临界试验的设计结果进行了验证计算,并与AP1000堆芯的核设计结果进行了比较。计算结果表明：预估临界状态下的硼浓度的偏差为-15 ppm,控制棒积分价值的最大偏差为-52 pcm,硼微分价值的偏差不超过0.2 pcm/ppm,反应性温度系数的偏差不超过1 pcm/K。本文计算结果的精度与高保真计算程序KENO（概率论方法）和VERA（确定论方法）的计算精度相当,为确保AP1000堆芯调试启动阶段的核安全提供了进一步的数据支撑。     

可编程控制器在“华龙一号”中的应用

文章通过对国产核电机组"华龙一号"外围厂房除盐水生产系工艺流程的描述,介绍了西门子S7-400系列PLC在"华龙一号"除盐水控制系统的设计原则、软硬件配置、系统组态方式方法等,阐述了一种可编程控制器在新建核电领域中的应用实例。相对于DCS(分散控制系统)大而广的控制特点,PLC将以其专业化、小型化等特点在核电控制领域独树一帜,推动核电控制领域技术发展。