核电厂凝汽器故障信号定值的计算与分析

核电厂的凝汽器压力达到"不可用"设定值后,将禁止旁路蒸汽向凝汽器排放.CPR1000系列反应堆要求,在紧急停堆先于凝汽器达到"不可用"设定值之前发生的情况下,仍能通过旁路系统继续向凝汽器排放蒸汽10～12 s,否则将引起主蒸汽系统管路超压.某些瞬态工况下,凝汽器的压力上升较快,为满足核岛蒸汽安全排放的要求,需对瞬态工况下凝汽器的压力变化进行仿真计算.本文通过模拟汽轮机紧急停机及紧急停堆后的凝汽器压力变化规律,研究满足核岛蒸汽安全排放要求的技术方案,解决瞬态工况下主蒸汽管道的超压问题.     

核电厂汽轮机详细数值建模研究及其瞬态分析

以岭澳一期核电厂汽轮机部件为原型,利用系统程序RELAP5对其进行详细数值建模研究。通过在100%功率稳态工况下的计算证明,详细的汽轮机数值建模弥补了简化建模中焓值计算误差较大的缺陷。将详细的汽轮机数值建模整合到全范围核电厂热力系统模型中进行瞬态分析,并与岭澳一期核电厂原始实验报告中汽轮机负荷从97%功率水平阶跃变化至87%功率水平瞬态运行工况的数据曲线进行对比。结果表明,稳态模型的焓计算值与电厂实际值误差在2%以内,瞬态模型的分析参数趋势符合电厂实际情况。     

基于和睦系统的ACPR1000核电机组保护系统优先级管理系统方案设计

通过梳理DI&C-ISG-04标准和ACPR1000核电机组对优先级管理系统（CIS）的功能要求，参考CPR1000核电机组CIS方案中的经验反馈，分析CIS设计中的诸多难点，提出了一套基于和睦系统（FirmSys）的ACPR1000核电机组保护系统CIS方案。相比CPR1000核电机组，ACPR1000核电机组的CIS方案采用了多种设计手段进行优化，如自主化和国产化设计、更优的防软件共因故障设计、更可靠的在线定期试验设计、模块化及多接口设计、就地功能设计。该设计方案已成功应用于ACPR1000核电机组，运转良好。因此本研究提出的CIS方案切实可行。      

AP1000核电厂自动泄压系统误启动事故计算

基于最佳估算程序RELAP5/MOD3.3,对AP1000核电厂冷却剂系统和非能动堆芯冷却系统进行了建模分析,得到了自动泄压系统(ADS)阀门误启动事故下,系统压力、破口流量、系统水装量等参数的瞬态变化,计算结果与西屋公司采用NOTRUMP程序的计算结果进行了比较与分析。结果表明:AP1000核电厂的非能动专设安全设施能有效对一回路进行冷却和降压,防止堆芯过热,验证了AP1000发生ADS阀门误启动事故后的安全性。     

一维开式自然循环系统分析程序的实验验证

基于华龙一号非能动安全壳热量导出系统（PCS）综合性能实验装置实验结果,对采用基于漂移流模型开发的华龙一号PCS程序（PCS?NCCP）进行验证,对比分析了设计工况及非设计工况下PCS?NCCP程序计算值与实验值之间的误差。结果显示,所开发的PCS?NCCP程序能模拟PCS的排热能力、稳态运行特性和动态响应特性,程序计算值能很好地跟踪实验的趋势和幅值变化,绝大部分计算误差落在±20%范围内,验证了PCS?NCCP程序的准确性。     

超临界水堆控制条件下扰动特性分析

超临界水堆的一次通过循环设计不同于现有轻水堆,因此研究其扰动特性十分重要。在发生扰动后欲保持电站运行稳定,就要依靠控制系统调节达到稳定的状态。本文通过FORTRAN编制程序,研究以控制棒、汽轮机控制阀与反应堆冷却剂泵为控制方式的电站系统中,发生压力、温度等扰动时,反应堆内参数的变化。结果表明：给水流量的扰动不会对系统行为有很大影响,给水温度下降的扰动需较长时间才能达到稳定,压力设定值变化扰动时稳定所需的时间较短。     

核电厂运行瞬态分析软件PANTO的研发

针对核电厂运行瞬态分析的功能需求,中国核动力研究设计院研发了PANTO(Program for Analysis of Normal Transient and Overpressure)软件。该软件基于成熟可靠的系统分析模型和特殊部件模型,采用模块化的软件设计理念,应用面向对象的C++语言和java语言,具有完全自主知识产权。PANTO软件通过了单元测试、集成测试和系统测试,基本消除了所有的代码缺陷。针对秦山二期核电厂阶跃负荷增大10%与额定功率下全部甩负荷瞬态试验进行了验证计算。结果表明,PANTO软件能够较好地模拟瞬态中关键参数的变化情况,计算精度满足工程应用要求,适用于压水堆核电厂运行瞬态分析。     

核电厂水压试验泵汽轮机组运行研究

福岛核事故以后,核电厂应对全厂断电事故的能力得到了业界的广泛关注,而水压试验泵汽轮机组在全厂失电的情况下,能够维持一回路压力边界完整以及向机组运行所需仪表供电,对于电厂安全具有重要意义.文章研究典型的600 MW压水堆核电厂水压试验泵汽轮机组系统（系统代码：LLS）原理结构、重要功能、正常运行的工艺流程等方面.同时,还介绍了小汽机的运行工况和试验情况.最后,从电厂实际运行的角度出发,对小汽机在核电厂实际运行中的一些问题进行分析,并依据分析结果探讨了解决方案.     

Development of nuclear power plant real-time engineering simulator

A nuclear power plant real-time engineering simulator was developed based on general-purpose thermal-hydraulic system simulation code RELAPS. It mainly consists of three parts: improved thermal-hydraulic system simulation code RELAP5, control and protection system and human-machine interface. A normal transient of CHASHMA nuclear power plant turbine step load change from 100% to 90% of full power, was simulated by the engineering simulator as an application example. This paper presents structure and main features of the engineering simulator, and application results are shown and discussed.     

低压低功率条件下两相自然循环特性试验研究

相比于陆基核电厂,船用核动力装置的非能动安全系统运行压力较低,运行功率变化频繁,在两相自然循环条件下,非能动安全系统内的流动更加复杂多变。为了研究两相自然循环在低压、低功率条件下的循环特性,基于比例分析方法搭建了两相自然循环的原理试验台架,研究了低压条件下功率和初始液位高度对自然循环特性的影响。结果表明,在低压条件下,系统稳定运行后的压力、流量等均受初始液位高度和功率的影响。当功率为50 kW时,初始液位越高,系统稳定后的压力越大,但是流量相差较小;初始液位一定时,功率在40%满功率~100%满功率内,随着功率的增大,系统稳定后的压力也逐渐增大。这为试验台架后续两相自然循环的研究提供了方向,也为船用核动力装置非能动安全系统研究提供了参考。      

台架缩比对冷凝液膜换热的失真评价

缩小比例的单项和整体性试验台架对研究和开发大型先进压水堆核电站及其分析验证程序都具有重要意义,而由缩比引入的相关现象的失真又直接影响了对台架的设计和试验结果的理解。本文以等效换热系数的形式对非能动安全壳冷却系统（PCS）壳内液膜冷凝在试验台架上的缩比失真进行分析,结合H2TS比例分析方法,系统评价了这种失真对模拟台架中壳内压力响应的作用。结果表明,台架缩比对壳内冷凝液膜换热的影响是保守的。     

AP1000核电厂主给水管道断裂事故瞬态特性分析

AP1000是目前国际上典型的“三代”非能动核电厂,基于最佳估算程序RELAP5/MOD3.3,对AP1000核电厂系统进行了详细的建模分析,获得了主给水管道断裂事故下AP1000核电厂关键参数的瞬态特性和非能动系统响应特性。结果表明,事故过程中一、二回路的压力和温度呈现波动变化,一回路压力最大值为17.13 MPa,低于设计压力的91%,主蒸汽系统的压力也低于设计值的91%,满足验收准则的要求。     

二次侧非能动余热排出系统流动不稳定性研究

二次侧非能动余热排出（ASP）系统是压水堆核电厂应对全厂断电事故的重要措施之一。为研究ASP系统的运行特性，设计建造了ASP系统试验装置（ASPTF）。在ASPTF上开展了ASP系统运行稳定性影响试验，并对试验结果进行了理论分析。试验研究与理论分析结果表明：低压低功率下ASP系统中出现流动不稳定性；增加蒸汽管线或回水管线阻力系数可抑制ASP系统出现流动不稳定性；降低加热功率时ASP系统更易出现流动不稳定性；主泵运行状态影响ASP系统的输入功率进而影响系统的流动不稳定性。     

冷凝水收集装置对非能动安全壳热量导出系统影响试验研究

非能动安全壳热量导出系统（PCS）作为三代核电厂重要的安全系统，用于事故后安全壳的非能动冷却。利用大型安全壳综合试验装置，可开展安全壳内复杂的热工水力现象与安全系统之间耦合行为的研究。本文利用大型安全壳综合试验装置开展了PCS换热器冷凝水收集装置对PCS排热影响及收集率试验。结果表明，在工况范围内，换热器下方安装冷凝水收集装置对PCS的换热能力没有明显的不利影响，且其收集率较高。     

Experiment Research on Effect of Condensate Collection Device in Passive Containment Heat Removal System

Passive containment heat removal system (PCS) is an important passive safety system of three-generation nuclear power plants for containment cooling. Using the large-scale containment integrated test device, the coupling behavior research between complex containment thermal hydraulic phenomenon and safety system can be carried out. The effect of condensate collection device on the heat rejection of PCS and the collection rate test were introduced using the containment integrated test device. The test results show that the condensate collection device installed under the heat exchanger has no obvious adverse effect on the heat exchange capacity of PCS in the research condition of this paper, and the collection rate is high.     

核电站应急指挥中心基底隔震技术方案

日本福岛核电站事故之后,中国国家核安全局正式发布《福岛核事故后核电厂改进行动通用技术要求》,提高了核电站应急指挥中心的抗震安全要求。本文以防城港核电站应急指挥中心示范项目为分析对象,探讨了采用橡胶支座作为隔震装置的基底隔震方案,并进行了隔震效果评价。通过采用43个橡胶隔震支座,可以显著地削弱地震响应,提高应急指挥中心的抗震裕量。通过该技术方案可以保护应急指挥中心的人员、设备和系统的安全,从而提升核电站震后应急能力。分析研究成果和工程实践经验可在后续核电站建设中推广应用。     

一回路氮气稳压系统瞬态模拟研究

基于氮气稳压基本原理,采用集总参数法开发了氮气稳压系统瞬态模拟程序,该模型突破了现有独立稳压器模型的局限,实现了一回路系统与氮气稳压器的直接耦合,并采用浮动式核电站氮气稳压系统试验数据对程序进行了验证。在此基础上,提出了一种基于敏感性分析的氮气稳压系统设计方法,与现有设计方法相比,该设计方法可以得到氮气稳压系统的优化配置方案,同时通过适配性设计,可以确保氮气稳压系统在启动过程中,压力不超过一回路系统温度压力限制曲线。      

Study on the minimum number of SRVs required for emergency depressurization in EOP of BWR power plants

The minimum number of safety/relief valves (SRVs) required for emergency depressurization (MNSRED) is an important reactor pressure vessel (RPV) parameter described in the appendix C of BWR Owners’ Group, Emergency Procedure Guidelines and Severe Accident Guidelines (BWROG, EPG/SAGs). It is directly related to the emergency depressurization if there are less SRVs available. MNSRED is always coupled with decay heat removal pressure (DHRP) in emergency depressurization. DHRP is used as the depressurization low-pressure end to ensure the decay heat can be removed.The purpose of this paper is to discuss their mathematical models in BWROG EPG/SAGs. After study, the vague concepts existed in these parameters are pointed out and clarified. The variables inappropriately used through their evaluations are revised. With improved modifications, the MNSRED turns out smaller than its original value and DHRP is larger than its previous one. These results affect the heat removal capability and the operation margin regarding emergency depressurization. At the end, the revised DHRP value is verified by MAAP5 code with the same plant status for the Kuosheng power station of Taiwan Power Company.     

三门核电站停机不停堆的运行分析

三门核电AP1000反应堆在满功率情况下发生汽轮机故障停机事件时,通过快速降功率系统、旁排系统和棒控系统等的快速响应,一回路的参数不会突破安全限值,避免了反应堆停堆,降低了该瞬态对反应堆冷却剂系统的冲击。文章对停机不停堆的实现方式和运行特点进行了详细的分析和阐述,以帮助电站人员对停机不停堆的理解,并提高他们面临瞬态的响应能力。     

比例试验台架中的储热分析

在模拟原型电站事故瞬态的整体性能试验台架中,金属结构的储热问题直接影响台架的模拟范围和试验结果。基于传热基本理论建立了3种储热分析方法,进而对缩比试验台架中的储热问题进行深入分析,并应用集总参数法和积分功率法对我国正在建造的ACME台架压力容器储热释放的瞬态过程和积分平均总能量进行分析和评价。结果表明：3种储热分析方法的相似要求是逐渐减少的;缩比试验台架设计中,在满足整体自然循环现象相似的前提下,储热释放过程不能保证严格的相似;ACME台架压力容器壁面的储热,在快速降压瞬态过程中的早期阶段很快被释放出来,不会对系统的长期行为产生较大影响,且储热积分平均总能量的比例失真在可接受范围内。