应用比例分析方法分析安全壳内液滴传热传质特性

在核电厂的安全壳分析中,安全壳比例分析可用于安全壳冷却系统重要现象的确定和试验数据充分性的论证。本文以非能动核电厂为例,应用比例分析方法对安全壳内液滴进行传热传质特性分析,量化了核电厂液滴的传热传质特性对质量、能量和压力变化率（RPC）的影响。通过本比例分析,可确定具体安全壳冷却系统对安全壳压力响应的影响程度。     

基于SimCont的AP1000非能动安全壳冷却系统仿真实现

应用SimCont程序对AP1000核电厂非能动安全壳冷却系统进行仿真建模,并以主蒸汽管道破裂、冷却剂环路冷管段双端断裂等最严重的设计基准事故为研究对象,仿真分析非能动安全壳冷却系统的响应和主要设备的功能实现,对仿真程序进行综合评价。结果表明：SimCont程序仿真模型能很好地反映出非能动安全壳冷却系统的功能,计算结果与安全分析报告基本吻合。     

核电厂新型预应力混凝土安全壳及其非能动冷却系统设计与分析

本文以CAP1700核电厂为例,提出了一种新的核电厂预应力混凝土安全壳及其非能动冷却方案,介绍了新式非能动安全壳冷却系统热工水力计算方法,并给出事故工况下新非能动安全壳冷却系统的运行参数。结果表明,CAP1700非能动安全壳冷却系统的设计是可行的,能满足事故工况下的冷却需求。贮水箱水量有很大的裕量,可通过计算进一步优化贮水量。     

AC600非能动安全壳冷却系统长期效应分析

利用自主开发的用于先进压水堆AC600非能动安全壳冷却系统的专用三维热工水力分析程序PCCSAC－3D，对AC600安全壳在大破口失水事故情况下进行了长期效应分析，该程序把钢安全壳内部的工质分为水蒸汽，不可凝干空气，连续相水和非连续相水，对气相引入k-ε湍流计算模型并考虑由于气体浓度差引起的扩散效应。PCCSAC－3D程序充分考虑了各种空间非均匀的物理因素的影响，能够较精细描述在发生核电厂设计基准情况下出现与安全壳非能动冷却系统有关的各种物理现象，本文对安全壳进行长期效应的分析结果表明，AC600非能动安全壳冷却系统能够保证安全壳的完整性。     

海阳核电一期工程严重事故下非能动安全壳冷却能力分析

采用一体化事故分析程序建立了包括主冷却剂系统、专设安全设施、安全壳系统和非能动安全壳冷却系统(PCS)的海阳核电一期工程核电厂模型,对核电厂压力容器直接注射(DVI)管线破裂、冷段双端断裂、自动卸压系统(ADS)误启动、热段2英寸破口等严重事故序列进行了模拟计算,分析反应堆系统的热工水力行为。并通过安全壳系统的压力和温度响应,分析了非能动安全壳冷却系统在严重事故工况下的冷却能力。计算表明,对于分析的严重事故工况,在72h内,PCS的冷却能力能够保持安全壳内压力和温度处于较低水平,可以保障安全壳完整性。分别针对PCS水膜覆盖率以及环境温度对PCS冷却效果进行了敏感性分析,表明水膜覆盖率降低和环境温度升高均会使PCS冷却能力降低,安全壳内压力升高,但均未超出其设计压力。     

核电厂安全壳地坑滤网堵塞问题的机理分析

破口失水事故工况下,大量碎片可能随着泄漏的冷却剂和喷淋液迁移到安全壳地坑滤网处,并逐渐堆积形成碎片床,不断增大流体通过滤网的阻力,降低应急堆芯冷却系统或安全壳喷淋系统泵的净正吸入压头裕量并导致堆芯、安全壳丧失冷却,从而威胁核电厂安全。本文对核电厂发生假想破口失水事故后碎片的产生、迁移,以及在安全壳地坑滤网处堆积成碎片床,并造成地坑滤网堵塞的机理进行分析说明。     

DBA条件下安全壳非能动余热导出系统的载热特性缩比试验分析

AP/CAP系列核电厂设计了安全壳非能动冷却系统（PCCS），可以实现事故后72 h内对安全壳非能动冷却。但是，72 h后如顶部水箱不能及时补水，仅靠安全壳自身的散热能力很难将全部的余热带走，安全壳仍有超压风险。针对目前核电厂安全壳余热导出能力有限时长的短板，对一套创新的安全壳内热量非能动导出系统搭建试验台架以验证其载热性能。在设计基准事故（DBA）条件下，开展安全壳内不同压力、温度和气体组分条件下系统载热性能的试验研究。结果表明，DBA条件下该套系统的载热能力完全满足设计要求。本文进一步给出了适用于低过冷度条件的含不凝性气体管外冷凝换热系数关联式。      

国内压水堆核电厂安全壳喷淋试验的比较分析

以秦山第二核电厂1、2号机组和田湾核电厂1、2号机组为例,对国内已运行的压水堆核电厂在调试阶段进行安全壳喷淋试验时所采用的两种方式进行了比较分析,总结出两种喷淋试验方法各自的优缺点,可为国内新建核电机组的安全壳喷淋系统的调试试验提供借鉴。     

应用GOTHIC8.0程序分析AP1000核电厂PCS传热传质过程

研究应用GOTHIC8.0程序分析AP1000核电厂非能动安全壳冷却系统(PCS)传热传质过程,通过理论计算和程序分析两种方式对分析结果进行比较和评价。研究结果表明:GOTHIC8.0程序的DLM-FM模型适用于模拟安全壳内蒸汽在安全壳内壁面的冷凝传热传质过程,Film模型适用于模拟安全壳外水膜的蒸发传热传质过程。GOTHIC8.0程序可用于分析AP1000核电厂PCS传热传质过程,为AP1000核电厂在设计基准事故(DBA)下安全壳响应分析提供了另一种可行的工具。     

对钠冷快堆安全壳设计的探讨

安全壳是在核电厂纵深防御原则中的最后一道屏障,是保证核电厂在严重事故条件下安全的重要设施.由于钠冷快堆的固有安全性,其安全壳与压水堆安全壳的功能和作用相同.通过对钠冷快堆安全壳的设计分析,阐述了其在设计基准、结构设计上区别于压水堆安全壳的特点,为确定钠冷快堆安全壳设计和审评原则做出了有益的探索.     

非能动安全壳冷却系统膜状冷凝强化换热设计

非能动安全壳冷却系统(PCCS)能在反应堆发生事故时将安全壳内部的热量及时导出,避免安全壳因超温、超压而失效。为强化换热,本文设想在安全壳内部安装阻隔带和液滴收集装置,通过降低层流区液膜厚度、扰动不可凝气体隔离层并充分利用湍流的换热强化作用,降低总的换热热阻,提高换热效率。以AP1000为例,依托GDLM模型对改进前后安全壳的换热情况进行分析,结果表明,通过安装阻隔带和液滴收集装置,能降低安全壳壁面的液膜厚度,提高壁面热流量,从而实现强化换热。     

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。     

高寒地区安全壳打压试验

针对高寒气候对安全壳打压试验可能造成的各种影响,从设计、设备、施工、调试等角度分析试验风险点并提出解决方案。主要解决的问题有:低温条件下试验载荷对安全壳附属部件的影响,以及低温对安全壳整体泄漏率测量的影响等。在红沿河核电厂1号机组冬季安全壳打压试验的应用表明,所提出的方案可有效克服高寒地区恶劣气候对试验造成的影响。     

AP1000安全壳流动循环与热分层一维模型分析

非能动安全壳冷却系统是先进大型压水堆AP1000核电厂的重要安全系统之一,该系统利用安全壳内及安全壳外空气流道中的自然循环过程将安全壳内的热量带至环境中,大空间内的循环与热分层现象对安全壳内的传热及流动特性具有重要影响。本文基于热分层理论,针对钢制安全壳内、外的自然循环过程,建立一维计算模型,在提高计算效率的基础上,得到安全壳内的温度分布,并与三维模型的计算结果进行了对比,验证了模型的合理性;同时得到了安全壳内压力及组分的分布。     

GASFLOW程序液膜模型开发及初步验证

本文基于三维CFD安全壳程序GASFLOW开发了热构件壁面上的液膜覆盖与蒸发模型。通过选定AP1000大破口事故序列,采用耦合了液膜模型的GASFLOW程序分析了AP1000核电厂安全壳内温度压力响应及其非能动安全壳冷却系统(PCS)的性能,并与相同事故序列下WGOTHIC、MELCOR、CONTAIN等程序的计算结果进行比较。结果表明,耦合了液膜模型的GASFLOW程序可用于分析PCS的热工水力行为,其基本功能满足计算需要。     

核电厂安全壳及其功能保障问题

根据国内外最新研究结果,综述了核电厂安全壳及其功能保障方面的主要问题,重点叙述了安全壳在严重事故下的行为、失效模式和导致安全壳失效的物理现象,讨论了安全壳功能保障中的排热减压、消氢、防止高压熔堆及防止底板熔穿等问题,最后简评了安全壳的改进措施。     

广义非能动流体控制单元的设计及试验研究

针对广义非能动流体控制单元( GPFC)在核电厂大容量非能动安全壳冷却系统的设计和试验进行研究,结果表明,GPFC运行可靠,可实现冷却水喷淋流量的精确非能动控制.     

安全壳整体试验标准ANSI/ANS-56.8-1994在田湾核电厂的应用

为有效测量反应堆安全壳整体试验的泄漏率,田湾核电厂依据美国安全壳整体试验标准ANSI/ANS-56.8-1994开发了一系列完整的泄漏率计算程序,并先后在田湾核电厂1/2#机组首次在役整体试验中应用,效果显著。本文介绍了ANSI/ANS-56.8-1994标准在试验中的数据处理过程,以期能提供给国内核电厂安全壳整体试验以借鉴。     

WWER-1000堆型安全壳通风放射性监测

介绍了田湾核电站WWER-1000堆型安全壳通风系统放射陛监测的通道设置及相应的功能。通过蒸汽发生器间循环冷却系统监测通道1KLA20CR002报警的实例，表NWWER-1000堆型安全壳通风系统放射性监测具有及时警报、准确定位报警区域、方便确认报警的真实性、便于维护监测通道的特点。     

设计基准内压下混凝土安全壳的有效预应力作用研究

核电厂安全壳建造过程中大量采用预应力技术,预应力在设计基准内压下的分布状况、损失规律直接影响到安全壳结构的耐久性。介绍了某核电厂安全壳结构和预应力系统的布置情况和预应力损失的分析过程,以闸门洞口附近水平预应力钢柬为例进行了预应力损失计算,同时计算了5年打压试验时安全壳结构的有效预应力。基于以上分析,利用ANSYS程序建立预应力混凝土安全壳有限元模型进行结构计算,对设计基准内压下的有效预应力作用进行了总结。结果表明,预应力系统承担了打压试验下大部分设计内压,安全壳整体结构是安全的,这些结论与安全壳的预应力系统设计理念一致,可供工程设计人员参考。