高温气冷堆氦气轮机性能的初步研究

结合了模块式高温气冷堆与气体透平循环技术的高温气冷堆氦气轮机循环是核电领域中的全新概念,为高核电的安全性和经济性提供了新思路,具有很强的竞争优势。首先对高温气冷堆氦气轮机进行了初步研究,表明氦气轮机叶片级数多,叶片高度低。然后应用商业软件NUM ECA对平面叶栅在相同的进出口条件下分别以氦气和空气为工质进行了二维数值模拟计算,并进行了流场分析,揭示了氦气轮机与燃气轮机的区别。     

燃气涡轮叶片内部冷却结构的设计与实验

通过某型号涡轮气冷叶片的设计与验证,建立了一种简化的气冷叶片流热解耦设计模拟方法,结合对流冷却、冲击冷却的实验结果,通过调整冷气参数,达到控制叶片表面温度的要求.在平面叶栅热风洞中,通过调整尾流板角度,控制叶片表面流动状态,满足叶栅流动的周期性条件,保证了热测量的正确性.完成了气冷叶片的设计、分析与验证的系列工作,为今后研制气冷叶片建立了扎实基础.     

球形燃料元件中包覆燃料颗粒的化学分析

报道了高温气冷堆球形燃料元件中包覆燃料颗粒的表面铀沾污、自由铀含量及包覆燃料颗粒的装铀量等性能指标的测试方法、范围及测量误差。利用激光荧光法测量并计算了包覆燃料颗粒中的自由铀含量及表面铀 沾污,利用电位滴定法测量了包覆燃料颗粒的装铀量。结果表明,经4层连续包覆的包覆燃料颗粒的质量符合并满足高温气冷堆球形燃料元件对包覆燃料颗粒的设计要求。     

10MW高温气冷实验堆的堆体结构特点

模块式高温气冷堆是当今世界上公认的先进反应堆堆型之一。固有安全性是它的最突出的优点。本文对10MW高温气冷堆的堆体布置进行了详细描述,并对10MW高温气冷堆的结构设计特点进行了分析。根据10MW高温气冷堆的特点,本文对该堆的固有安全性、制造工艺等方面的优点进行了论述。     

10MW 高温气冷实验堆的地震监测系统

为了保障地震发生时10MW高温气冷实验堆（HTR－10）的正常运行和安全停堆,设置了地震监测系统。该系统按无人值守方式设计,主要由高灵敏度的加速度传感器、高可靠性的工业控制计算机和成熟的地震分析软件组成,信号采集处理采用了最新技术。系统监测三个测点的九路加速度时程信号,判断为地震信号后计算峰值加速度,超过报警阈值时向主控室提供声光报警信号;系统同时计算响应谱和设计响应谱,并与理论设计响应谱进行比较,最后打印出地震报告。抗震试验和性能试验结果表明,该系统符合抗震设计要求,其功能覆盖并超过了组合使用的多种地震监测仪表。     

10MW高温气冷实验堆电力系统

10MW高温气冷堆电力系统是为保障反应堆完成其安全目标和运行目标而设置的重要系统,本文介绍了10MW高温气冷堆电力系统的组成结构和配置,描述了电力系统在不同工况下的运行方式。     

10MW高温气冷堆控制方案研究

在清华大学核能设计研究院开发的高温堆可视化仿真控制平台上进行了10MW高温气冷堆动态特性研究,并结合其运行特点和控制要求设计了3种控制方案,采用比例积分与微分控制方法,在高温堆可视化仿真控制平台上进行了控制方案的仿真比较。控制的重点在于维持直流蒸汽发生器的出口蒸汽温度恒定,同时兼顾反应堆出口热氦气温度不超出保护限值。仿真结果表明,采用给水泵调节给水流量来控制蒸汽温度,并通过氦风机调节氦流量保持与给定功率成比例,避免跨回路调节,静态解除了由于氦流量的变化对一、二回路的耦合问题,能够获得理想的控制效果。     

蒸汽发生器蒸汽管箱的应力分析

高温一级部件的应力分析涉及载荷控制的应力限值及应变和变形限值的计算。本文描述了蒸汽发生器蒸汽管箱的高温应力分析方法、步骤,并给出了最终评价结果。     

10MW高温气冷堆蓄电池防震架的抗震计算

核级蓄电池需保证地震时能正常发挥作用。蓄电池的抗震性能通过实验来验证,防震架的抗震性能则主要通过计算来验证。由于蓄电池质量较大,与防震架没有固定连接,不易准确对防震架进行抗震计算。本文对10MW高温气冷堆蓄电池防震架进行的抗震计算中,在用有限元分析得到固有频率后,采用等效静力法进行应力计算,确保其抗震设计有足够的裕量。     

10MW高温气冷堆蒸汽发生器传热管束应力分析

10MW高温气冷堆蒸汽发生器（SG）传热管是带放射性的一回路与无放射性的给水蒸汽二回路的屏障。管束的破裂将会引起二回路的水蒸汽进入一回路,从而导致堆芯压力的升高和放射性产物的外泄,因此确保传热管的完整性是十分必要的。传热管的结构采用小弯曲半径的螺旋管结构,对于这种无法进行体积性在役检查的螺旋管,利用破前漏思想确保传热管的完整性是一个重要的选择。本文利用管道有限元程序PIPESTRESS对高温气冷堆蒸汽发生器传热管的应力进行了计算,得到了传热管的最大应力和应力与材料的不利组合位置。