钠冷快堆乏燃料组件自然循环冷却瞬态过程的数值模拟研究

应用Fluent程序,对处于氩气中的钠冷快堆乏燃料组件自然循环冷却瞬态过程进行了三维数值模拟。计算获得了乏燃料组件内部冷却剂通道和外部区域的热工水力学现象及变化规律。结果表明:利用标记区域分割方法,将燃料棒间隙网格划分为绕丝网格和绕丝周边流体域网格,能在棒束区生成高质量结构化网格;在氩气自然循环冷却瞬态过程中,棒束区内子通道氩气流量增加速度落后于边子通道,内子通道升温更快;乏燃料组件棒束区温度在轴向呈现中心高、边缘低的分布特征;为避免包壳温度超过设计值,乏燃料组件处于氩气中的时间不宜超过6min。     

钠冷快堆系统程序FR-Sdaso开发

为解决600 MW示范快堆（CFR600）事故分析和工况设计中的实际问题,自主开发了钠冷快堆系统程序FR-Sdaso,其建模范围包括堆芯、一回路、二回路、三回路、四回路和事故余热排出系统,主要物理模型包括点堆模型、单通道堆芯热工模型、多区钠池模型、四区蒸汽发生器模型等核岛设备或部件分析模型,汽轮机、凝汽器、给水加热器、除氧器等常规岛设备采用集总参数模型,泵、阀门、管道及控制体等采用通用模型。对程序进行了初步验证,结果表明,FR-Sdaso程序可用于分析全厂瞬态工况及超功率、失流、失热阱等典型事故过程。目前,FR-Sdaso程序已用于CFR600的设计和安全分析。     

钠水反应试验系统大泄漏钠水反应压力分布计算分析

本文采用一维大泄漏钠水反应分析程序LLEAK,计算和分析了大泄漏钠水反应工况下压力在钠水反应试验系统F204内的分布特性。结果表明：试验系统在水泄漏量为57 g/s、钠循环流量为10 m³/h和20 m³/h的工况下,泄漏点压力峰值仅为0.92 MPa,反应器出入口的爆破片均无动作,为保证系统压力处于较低水平,应考虑将爆破片动作整定值从1.0 MPa调低至0.8 MPa;试验系统在水泄漏量为290 g/s时系统压力峰值达到了1.4 MPa,为满足设备安全性,系统全环路的设备应至少能承受2.0 MPa的压力;在较大水泄漏量时,随钠循环流量的增大,将降低钠水反应对缓冲罐压力的影响;在较小水泄漏量时,随钠循环流量的增大,将恶化钠水反应对缓冲罐压力的影响。     

备用系统可靠性动态问题方法探究

随着核电安全性日益受到世界公众关注,用概率论的方法对核电厂系统进行可靠性分析也越来越显示出其重要作用.在进行系统可靠性分析时,故障树方法是国际上公认的一种简单、有效、经典的方法.但随着所要分析的工程系统日趋庞大,系统工作过程日趋复杂,对含有动态过程的系统可靠性分析成为故障树方法中的棘手问题.本文以可靠性分析中的典型动态问题--备用系统的可靠性为研究对象,运用蒙特卡罗方法编程探究如何运用故障树来求解可靠性动态问题,并在进行程序验证后对一个备用系统实例进行计算,给出计算结果.     

小型模块化钠冷快堆非能动余热排出系统分析研究

针对小型钠冷快堆模块化设计需求,提出了一种利用安全壳内空气自然循环将堆芯余热导入大气最终热阱的非能动余热排出系统方案。通过理论计算并结合系统分析程序RELAP5,对非能动余热排出系统进行建模,分析系统方案的可行性。结果显示：保守假设条件下,在钠装载量为2000 kg工况时,非能动余热排出系统功率在16.88 kW以上可保证堆芯燃料温度不超过安全限值。RELAP5计算结果表明,本文提出的非能动余热排出系统方案冷却功率大于所需最小功率,能满足小型钠冷快堆设计需求。     

OASIS程序的开发与应用

全面描述了对来自法国原子能委员会 (简称CEA)的快堆系统安全分析程序OASIS的引进和开发工作 ,并在此基础上介绍了该程序在中国实验快堆 (ChinaExperimentalFastReactor,简称CEFR)初步安全分析报告中对主给水管道断裂事故的分析计算。     

CEFR 100%额定功率运行汽轮机发电能力分析

中国实验快堆(CEFR)首次100%额定功率发电运行中,实际电功率较设计值相差较多。为判断影响机组实际发电能力的主要原因,以现场采集的运行数据和汽轮机厂商提供的设计资料为基础,进行了相应的计算分析。对汽轮机内效率进行修正,绘制汽轮机近似热力过程曲线,并通过实测的各段抽汽压力,在热力过程曲线上获得抽汽焓值;利用换热器的能量守恒和流量守恒的基本方程进行除氧器和各加热器的热平衡计算,获得各段抽汽的流量;利用汽轮机的功率计算方程,得到汽轮机发电功率的计算值。通过计算值与实际值的比较分析,得出主蒸汽参数不达标是影响CEFR汽轮机发电能力的主要因素。     

虚拟装配技术及其在中国快堆技术中的应用展望

阐述虚拟装配技术的主要研究内容和现状,指出该技术的关键内容并分别进行分析.针对中国快堆技术发展中的机械设备装配现状,分析虚拟装配技术在快堆技术中应用的重要意义,提出了该技术在快堆技术应用中的发展目标.     

中国实验快堆堆芯围桶开孔对正常运行工况影响的分析

堆芯围桶开孔是中国实验快堆(CEFR)事故余热排出系统的重要组成部分之一,是保证该系统形成自然循环排出反应堆事故后剩余发热的关键环节。本文应用通用计算流体力学软件CFX对CEFR堆芯围桶开孔对反应堆正常运行工况的影响进行了模拟,计算了在正常工况运行时,CEFR的反射组件与屏蔽组件热功率对堆芯围桶开孔附近温度场以及流场的影响,给出了堆芯围桶开孔区域的三维温度场、三维流场以及压力分布矢量图。结果表明,目前的设计在满足事故余热排出的要求同时,对反应堆正常运行工况的影响是可以接受的。     

中国实验快堆热工参数的自适应BP神经网络预测方法研究

中国实验快堆（CEFR）堆芯的热工参数是否超出限值是评价反应堆安全运行的标准。本文针对燃料包壳最高温度预测问题,通过堆芯子通道分析程序COBRA生成数据样本后,开发基于BP神经网络自适应算法的智能预测程序,对于特定的单盒组件,仅需给出堆芯进口功率和流量,即可实现燃料包壳最高温度的快速准确预测。结果表明,与COBRA相比,在大规模重复性计算的场景下,自开发程序能节约大量计算时间和算力,提高燃料包壳设计和CEFR运行时的操作效率。实验分析得出BP神经网络方法的最大相对误差不超过6%,平均预测相对误差不超过3%,计算效率提升至原程序的300倍,网络模型的预测精度高,且易推广至实验快堆其他参数预测,具有很大的应用前景。