基于RELAP5的船用核动力装置二回路数字模型

根据核动力装置二回路系统一种新的结构设计方案,结合RELAP5/MOD3.4程序,建立了二回路汽轮机、冷凝器、给水泵及预热器等主要部件的物理模型。对二回路主要部件进行了单一部件模型适应性验证分析,并探讨了系统分析程序的局部计算能力。结果表明,RELAP5/MOD3.4程序模型的稳态计算结果与设计值基本吻合,动态计算也能够满足二回路主要部件的计算精度要求。     

套管式直流蒸汽发生器负荷跟动态特性分析

新型核动力装置采用紧凑型的套管式直流蒸汽发生器,根据传热特点,对其热工特性进行了分析。采用主冷却剂平均温度不变和二回路侧蒸汽压力不变的双恒定运行方案及经典PID控制器和负荷跟随运行模式,结合SCDAP/RELAP5/MOD3.4程序,研究了套管式直流蒸汽发生器的动态特性,分析了降负荷时套管式直流蒸汽发生器的动态响应过程。结果表明,通过优化PID控制器参数,对给水流量进行精确控制,可满足蒸汽压力恒定的控制策略,实现双恒定运行方案,使一、二回路的运行达到较好的协调;套管式直流蒸汽发生器升降功率速度快,蒸汽压力稳定,且动态响应时间短。     

强迫循环并联通道流量漂移现象研究

使用RELAP5程序对垂直并联环隙窄缝通道流量漂移现象进行研究,分析了强迫循环并联通道流量漂移现象的形成过程及其原因,研究了主要运行参数对垂直并联环隙窄缝通道流量漂移现象的影响。结果表明:增大窄缝间隙,降低入口欠热度,增大系统压力,减小热流密度,增加入口单相阻力,减小出口两相阻力均可减小通道压降-流量特性曲线的斜率,从而提高系统的稳定性,避免流量漂移现象的发生。     

自然循环与强迫循环转换过渡过程研究

针对自然循环和强迫循环转换的过渡过程问题,建立主冷却剂系统数学模型及中子动力学模型,利用完整的实时仿真平台,研究了船用核动力装置一回路自然循环与强迫循环相互转换的过渡过程中反应堆功率、冷却剂温度等主要系统参数的瞬态特性.计算结果表明,转换前初始反应堆功率水平对过渡过程的快速、安全及稳定有着重要的影响,较高的初始反应堆功率水平有可能导致出现瞬时高功率峰值并出现短周期现象,威胁反应堆的安全.针对过渡过程中的潜在风险,提出了在适当时机由操纵员手动调节控制棒的人为干预措施.分析结果表明,该措施可以有效地缩短过渡过程,改善过渡过程的稳定性和安全性.     

多用途一体化轻水堆初步设计方案和安全分析

为满足未来区域性核能供电、核供热、大规模制氢、海水淡化等需求,迫切需要一种结构简单、固有安全性高、经济性高的多用途反应堆.基于此,一种多用途的一体化轻水堆设计概念被提出,包括不同设备的初步设计方案和参数;根据其特点,利用最佳估算程序RELAP5对其中一个设计方案进行了稳压器汽腔破口事故和主泵断电引起的丧失流量事故的确定论安全分析.结果表明,在保守假设条件下,其固有特性和安全系统仍能保证堆芯始终处于被淹没状态,非能动余热排出系统可有效导出停堆后的长期衰变热,从而为进一步研究一体化轻水堆的设计和运行安全特性打下了基础.     

平行通道密度波不稳定性研究

本文针对套管式直流蒸汽发生器传热管环隙窄缝通道的流动,采用RELAP5程序对强迫循环并联通道的流动不稳定现象进行研究,指出在进口欠热度较低的条件下,并联通道系统会发生两种完全不同的不稳定现象,即同相密度波不稳定性和管间脉动不稳定性。对密度波不稳定性的发生条件进行研究,在较大的参数范围内确定了各系统参数的影响规律,最终得出流动不稳定边界。并对不同流量条件和不同压力条件下的不稳定性区间进行了比较。     

直流蒸汽发生器传热管破裂事故分析

通过对直流蒸汽发生器传热管破裂（SGTR）事故的分析,可看出RELAP5瞬态分析程序能较好地模拟一体化反应堆在SGTR事故后的事件响应序列及主要热工水力现象,例如环路的不对称效应、主回路的自然循环等。一体化反应堆在发生SGTR事故后,可通过一系列安全与保护系统的动作得到有效缓解,并最终能应用非能动余热排出系统（PRHRS）的自然循环导出堆芯余热,使反应堆处于安全状态。同时,受事故影响蒸汽发生器压力在PRHRS投入运行后会快速升高,最终与一回路压力相平衡,此后,破口处的泄漏也会终止。此外,本文还研究了破口处临界流量及其积分流量结果不确定性的影响因素,其中主要考虑了采用不同的临界流模型和破口建模方式等两个方面。     

基于RELAP5的汽轮机仿真模型研究

建立了一个能准确反映级内部非等熵过程及动态运行特性的汽轮机模型,并将其加载到RELAP5程序中,完成RELAP5汽轮机模型的改进。改进的汽轮机模型是基于级内蒸汽的流动和做功特点,充分考虑了汽轮机结构参数以及汽轮机湿蒸汽流的非平衡两相凝结而形成的凝结冲波现象的影响。通过RELAP5程序内部耦合接口的建立和输入处理子程序的修改,实现了汽轮机模型的加载。以秦山一期300 MW核电厂汽轮机部件为对象,分别利用原RELAP5汽轮机模型和改进的汽轮机模型对其进行稳态和动态的仿真计算和比较分析。结果表明,改进的汽轮机模型能更准确地反映汽轮机动态运行特性。     

基于UG/Open的人机界面设计评价实时交互方法研究

目前人机界面的评价主要采用在产品样机制作出来之后再进行评价方法.这种方法不仅周期长、成本高,而且易受评价人员个人喜好和经验的影响,无法保证评价结果的科学性.该文应用UG/Open开发了基于三维实体建模环境的人机界面评价软件,实现了设计与评价的实时交互.通过在评价软件中嵌入人机工程标准数据,保证了评价结果的科学性.     

基于人工免疫的直流蒸汽发生器压力控制研究

以生物免疫中T细胞和B细胞间的协同免疫机理为基础,结合多抗原多抗体协调免疫机理,提出一种分布式-多输入多输出耦合的人工免疫控制策略,并将该策略应用于直流蒸汽发生器(OTSG)压力控制。为了验证该控制策略,在1台快堆仿真系统中进行了仿真实验。仿真测试结果表明,该控制策略较比例、积分、微分(PID)控制具有更小的超调量和调整时间,能够有效改善OTSG压力和相关参数的动态运行特性。