密度锁启动特性实验研究及计算验证

以基于密度锁的非能动余热排出系统（PRHRS）为研究背景,实验验证了密度锁自平衡启动方案的可行性。结果表明：主回路流量接近平衡流量启动PRHRS时,密度锁内冷热流体温度分界面将在不平衡力作用下向上或向下移动,减小或增大了余热排出回路重位压差,使密度锁内冷热流体温度分界面在新的位置达到受力平衡,最终实现密度锁的自平衡启动,以及余热排出回路与主回路的隔离。依据一维连续性方程、能量方程及动量方程建立数学模型,用Matlab语言编程,对密度锁启动过程进行了数值模拟分析,证明了密度锁自平衡启动方案合理、有效。计算值与实验值符合较好,用该程序可较好地模拟密度锁自平衡启动过程中系统的瞬态运行特性。     

基于密度锁的非能动余热排出系统设计及验证分析

提出了一种新型非能动余热排出系统设计方案,该方案以密度锁技术作为基础,采用改变压力调节回路流量,并保持循环回路内有高温工质流动的方式,建立密度锁内水力平衡关系,维持主回路和余热排出回路的隔离。以AP1000主冷却剂系统为载体,用RELAP5/MOD32程序分析了正常工况下,非能动余热排出系统的运行特性。结果表明：以密度锁内流体温度作为控制变量对调压泵转速进行调节,可逐渐建立密度锁内水力平衡关系,实现非能动余热排出系统的启动;稳态运行期间,反应堆运行参数改变时,在控制系统反馈作用下,密度锁仍能维持“封闭”状态,保证主回路和余热排出回路隔离。     

基于PID控制的密度锁启动方案计算验证

对某非能动余热排出系统,在自平衡启动方案基础上,增加了泵转速控制系统,提出了基于PID控制的密度锁启动方案.余热排出回路截止阀打开后,根据密度锁内流体温度变化调节主泵转速,使冷热流体温度分界面维持在密度锁中,确保主回路和余热排出回路的隔离.依据一维连续性方程、能量方程及动量方程对密度锁启动过程进行数值模拟.结果表明:在控制系统调节作用下,通过改变主回路质量流量,可逐渐建立2个回路之间的压力平衡,最终实现密度锁的成功启动.采用该方案可有效降低密度锁启动条件,提高密度锁启动成功率.     

基于密度锁的非能动余热排出系统特性分析

以基于密度锁的非能动余热排出系统为背景,通过实验对该系统正常运行时密度锁的封闭特性及事故工况下密度锁的开启特性进行了分析验证。用RELAP5/MOD3.2程序对发生事故时非能动余热排出回路瞬态运行特性进行了仿真,并与实验值进行比较,二者均符合较好。结果表明,正常工况下,密度锁能有效隔离主回路和余热排出回路,余热排出回路处于非工作状态;事故发生时,在较大的重力蓄能作用下,非能动余热排出系统能够瞬间投入工作,并逐渐建立稳定的自然循环以载出余热。     

一种反应堆非能动余热排出系统的方案设计

提出了一种反应堆非能动余热排出系统的方案设计。该系统利用 3个回路的自然循环 ,把事故工况下的堆芯余热排出到最终热阱。利用RETRAN0 2程序分析了这种非能动余热排出方案的可行性 ,并结合陆奥堆的参数 ,对该非能动余热排出系统方案在 1 0 0 %额定工况下的余热排出能力进行了数值模拟计算 ,还分析了影响余热排出能力的几个关键因素     

密度锁工作特性的实验研究

介绍了密度锁的工作原理,并设计搭建了实验装置,研究了稳态工况和主泵停转事故时密度锁的工作特性。结果表明,在稳态工况下,密度锁能长期保持关闭,从而将主回路和余热排出回路隔开,此时,余热排出回路处于非工作状态,不会影响反应堆的正常工作。当发生主泵停转事故时,密度锁能迅速打开,使主回路和余热排出回路连通。余热排出回路会建立自然循环,且足以带走剩余热量。     

非能动余热排出系统的稳态特性研究

以AP1000主冷却剂系统为原型,提出了1种二次侧非能动余热排出系统设计方案,并采用RELAP5/MOD3.2程序分析计算了该系统在主系统正常运行和运行瞬变工况下的稳态特性。结果表明,主系统带功率运行时,二次侧非能动余热排出系统可依靠回路工质的密度差和压力平衡使系统自动处于备用状态,不影响主系统的运行。此外,根据计算结果,分析了冷热源位差对系统稳态特性的影响。     

二次侧非能动余热排出系统瞬态分析

以AP1000主冷却剂系统为原型,提出了一种二次侧非能动余热排出(PRHR)系统设计方案,并采用RELAP5/MOD3.2程序分析计算了全厂断电事故下该系统的瞬态响应过程,对其余热排出能力进行了评估。此外,根据计算结果分析了影响系统自然循环能力和密度锁内冷热界面稳定性的因素。分析结果表明,合理设计二次侧PRHR系统,可以保证依靠自然循环有效地导出堆芯余热;PRHR系统冷热源中心高度差和密度锁内局部阻力是影响系统工作能力的主要因素。     

密度锁内水力平衡特性分析和实验研究

通过简化的理论模型,分析得出在反应堆正常运行工况下,密度锁处于"关闭"状态时必须满足的水力平衡条件,并对影响该条件的主要参数进行分析.结果表明:密度锁内的水力平衡在一定范围内具有自稳定的特性.同时,建立模拟实验同路,对该特性进行实验验证,针对稳态运行过程中主回路内工质流量改变的工况进行实验研究.实验结果表明:当运行参数的变化打破水力平衡后,依靠自稳定特性,能够很快恢复密度锁内的水力平衡,而不会影响密度锁的封闭性和反应堆的正常运行.     

200 MW低温核供热堆非能动余热排出系统动态分析

200 MW低温核供热堆的余热排出系统由3个耦合的自然循环回路组成.本文对该系统的热工水力特性进行了理论分析.在一维质量、动量和能量守恒方程的基础上建立了非能动余热排出系统的数学模型,并编制程序对模型进行了数值求解,模拟了非能动余热排出系统的瞬态特性.经验证,该系统的排热能力满足设计要求.     

Thermal hydraulic calculation in a passive residual heat removal system of the SMART-P plant for forced and natural convection conditions

An investigation of the thermal hydraulic characteristics in the passive residual heat removal system of the System integrated Modular Advanced ReacTor-P (SMART-P) has been carried out using the MARS code, which is a best estimate system analysis code. The SMART-P is designed to cool the system during accidental conditions by a natural convection. The dominant heat transfer in the steam generator is a boiling mode under a forced convection condition, and it is a single-phase liquid and a boiling heat transfer under a natural convection condition. Most of the heat is removed in the heat exchanger of the passive residual heat removal system by a condensation heat transfer. The passive residual heat removal system can remove the energy from the primary side as long as the heat exchanger is submerged in the refueling water tank. The mass flow is stable under a natural circulation condition though it oscillates periodically with a small amplitude. The parameter study is performed by considering the effects of an effective height between the steam generator and the heat exchanger, a hydraulic resistance, an initial pressure, a non-condensable gas fraction in the compensating tank, and a valve actuation time, which are useful for the design of the passive residual heat removal system. The mass flow in the passive residual heat removal system has been affected by the height between the steam generator and the heat exchanger, and the hydraulic resistance of the loop.     

二次侧非能动余热排出系统设计及验证分析

提出了一种新型非能动余热排出系统(PRHRS)设计方案,该方案以高位水箱为最终热阱,采用在蒸汽发生器二次侧建立自然循环的方式间接地带走堆芯余热。以大亚湾核电站主冷却剂系统为载体,用RELAP5/MOD3.2程序分析了全厂断电事故下,PRHRS的运行特性。结果表明:事故发生后,余热排出系统内可较快地建立起循环流动,带走蒸汽发生器二次侧热量,在一段时间内保证反应堆安全,证明系统设计合理、有效。并分析了换热器布置高度、系统投入时间及换热面积对余热排出系统运行特性的影响。     

模块式高温气冷堆非能动余热排出系统分析与研究

非能动的余热排出系统是高温气冷堆固有安全性的重要体现之一。本文介绍了模块式高温气冷堆余热排出系统热工水力计算方法,并给出了不同工况、不同环境温度下余热排出系统的运行参数,为余热排出系统的设计和运行提供了参考。对事故工况下舱室混凝土温度分布进行了数值分析,结果表明混凝土最高温度低于安全限值。     

The development and verification of thermal-hydraulic code on passive residual heat removal system of Chinese advanced PWR

1 Introduction The technology of passive safety is the trend of safety systems in nuclear power plant, and various novel reactor concepts, including AP600, EPP1000, SPWR, WWER1000, and MS600, have adopted pas- sive safety systems [1]. Passive safety system is one of the main features of Chinese advanced PWR, which is different from other conventional PWR [2]. Passive residual heat removal system (PRHRS), which ac- counts for the majority of passive safety systems of Chinese advanced…     

Study on the performance of an open-loop passive containment cooling system

The containment is an ultimate and important barrier to keep the radioactivity from release. The integrity of the containment is crucial to control the consequences of either loss of coolant accident or main steam line break accident. A passive containment cooling system concept designed to remove the heat by natural circulation means is proposed, which is composed of a series of heat exchangers, long connecting pipes with relative large diameter, valves, and a water tank. The performance of the system is numerically simulated and the self-developed codes are validated by the experimental data. The influences of several key parameters are investigated on the performance of the system from different aspects. The results confirm that four distinct operating stages could be experienced as follows: startup stage, single-phase quasi-steady stage, flashing speed up transient stage, and flashing dominated quasi-steady operating stage. Furthermore, the mechanisms of the ways through which the parameters influence the behaviors of the proposed system are thus analyzed. Moreover, the feasibility of the system is also commented on the basis of the numerical results.     

基于HFR的核动力装置非能动系统敏感性分析方法研究

敏感性分析应用于反应堆非能动系统热工水力过程的不确定性分析和可靠性分析,能够定量识别对系统热工水力行为具有重要影响的不确定性输入参数。基于混合随机均衡-傅里叶幅度敏感性测试（HFR）方法,以某型核动力装置非能动余热排出试验系统作为算例进行全局敏感性分析研究,仿真结果证明了HFR方法的可行性与正确性。敏感性分析给出了系统输入参数重要度随时间的变化规律以及系统稳定运行时输入参数的重要度排序,分析结果有助于指导系统的设计优化及运行管理。      

非能动应急堆芯余热排出系统对核电厂失去厂外电源事故的影响

研究建立了蒸汽发生器二次侧非能动应急堆芯余热排出系统热工水力特性的物理与数学模型，并编制了计算机程序。以中国秦山核电站的数据为依据，计算和分析了在失去厂外电源事故典型工况下，该系统投入运行时对瞬态热工水力特性的影响。