华龙一号小幅功率提升研究

对华龙一号热功率精度进行了分析,计算了蒸汽发生器出口压力测量精度、给水温度测量精度和给水流量测量精度对华龙一号热功率精度的贡献度,通过定量化的数据证明了主给水流量测量精度对热功率计算精度的影响最大。基于目前孔板流量计精度低,长期使用精度劣化的问题,提出采用高精度（0.3%）的超声波流量计来测量主给水流量,计算结果表明,采用超声波流量计可以获得0.97%的功率提升。      

秦山核电厂反应堆燃料组件的流量平衡试验研究

本文描述了对我国第一台自己设计建造的三十万千瓦压水堆核电站采用的燃料组件之间的流量平衡进行了一系列的水力特性试验研究,合理地解决了燃料组件上方四种不同结构部件间的阻力匹配,把燃料组件之间的冷却剂流量偏差调整在1％以内。同时,通过实验改进了阻力塞部件的结构设计,确定了反应堆堆芯上栅格板的开孔尺寸,测定了各种不同形式燃料组件的出口阻力系数,为秦山核电厂反应堆的热工设计和结构设计提供了可靠的实验依据。     

A Method of Calculation on a Step Cascade with Side Flow for Enriching Uranium

The step cascade with side flow is defined as a step cascade where uranium of lower assays than that from the final stage is withdrawn, and where also, in addition to the major feed, reprocessed spent uranium is introduced as minor feed. A method of calculation is proposed for finding the exact total flow rate of the stream entering the separators in a step cascade with side flow in steady state and without losses of uranium.

Using this method of calculation, it is found that the separation factor of diffusers in the new gaseous diffusion plant to be established in the United States is about 1.0022. Moreover, the characteristics are revealed for a step cascade with side flow adopted for a plant treating the estimated amounts of enriched uranium necessary for and uranium discharged from pressurized and boiling water reactors in the nuclear power generating program of Japan in 1985. It has been disclosed from these results of calculation that the method presented here proposes useful means for a detailed design of the plant.     

基于CFD分析的文丘里流量计设计优化

质量流量是核电站热功率核算的关键参数之一,核电站一般采用文丘里流量计和孔板流量计同时测量,然而在低流量区文丘里流量计呈现出明显波动,其参数不稳定严重影响核电站的正常运行。本文基于理论分析结合数值分析,发现脉动流动是导致文丘里流量计测量波动的主要原因。基于分析结果,对文丘里流量计提出了优化设计方案,通过在文丘里管上游集成流量调整装置,从而减小脉动流,有效提升文丘里流量计的稳定性。此外,开展了集成不同类型流量调整装置的文丘里流量计压损特性数值研究,结果表明K-Lab型流量调整装置阻力较小。本文提出的方案可有效提升文丘里流量计测量精度。     

核电厂一回路压力边界止回阀在线密封性能测试

320 MW压水堆一回路压力边界止回阀为核Ⅰ级关键设备,严密性要求非常高,直接关系到主系统的内泄漏率.焊接式止回阀维修后常采用密封面色印检查的方式,对其密封性能进行判断.如果管道内有存水或者湿热水汽,会影响到色印检查的准确度.针对在线止回阀密封性试验的特殊性,有的核电厂采用水压压降法试验设计过在线检测装置,但存在一些缺点和使用上的限制.文章采用低压气密封试验流量测定法,设计出可靠、便携的试验装置,对压力边界止回阀检修后密封性做出准确、定量的判断.     

核电厂蒸汽发生器二次侧三维流场分析

为弄清核电厂蒸汽发生器二次侧的流动和传热特性机理,以确保蒸汽发生器的稳定性,文章采用数值软件根据蒸汽发生器的结构特点和运行模式进行简化建模,利用相似原理,使用相变模块模拟了蒸汽发生器的二次侧汽液两相流的流场分布情况。研究了相同结构下不同给水比例对二次侧流场分布的影响,尤其是对空泡份额分布特性的影响。研究发现,不同的给水工况对直管段的空泡份额分布和流体流速分布都有明显的影响,但对传热管上部区域的空泡份额和速度分布的影响不大。     

多泵并联给水系统给水泵切换运行规律仿真研究

多泵并联给水系统作为核动力系统的主要子系统之一,其给水泵的切换运行规律对系统运行经济性以及系统运行特性至关重要。本研究利用系统仿真支撑软件APROS建立了多泵并联给水系统仿真模型,并依据额定设计值验证了模型的准确性。基于此,通过进行不同切换条件下的线性升、降负荷仿真,对给水泵切换运行规律和系统动态特性进行了研究。研究结果表明,针对本研究对象,其高负荷工况切换点选取为70%额定流量,低负荷工况切换点选取为30%额定流量时,既能获得良好的系统动态响应,还能保持给水泵运行经济性较高。此外,低负荷工况对给水泵切换引入的扰动更为敏感。低负荷工况下,若切换条件选取不当,则会导致降负荷过程中系统触发超压排放。     

Adaptive estimator-based dynamic sliding mode control for the water level of nuclear steam generators

Steam Generator (SG) is a crucial component of nuclear power plant. The proper water level control of a nuclear steam generator is of great importance in order to secure the sufficient cooling source of the nuclear reactor and to prevent damage of turbine blades. The water level control problem of steam generators has been a main cause of unexpected shutdowns of nuclear power plants which must be considered for plant safety and availability. The control problem is challenging, especially at low power levels due to shrink and swell phenomena and flow measurement errors. Moreover, the dynamics of steam generator vary as the power level changes. Therefore, it is necessary to improve the water level control system of SG. In this paper, an adaptive estimator-based dynamic sliding mode control method is developed for the level control problem. The proposed method exhibits the desired dynamic properties during the entire output tracking process independent of perturbations. Simulation results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed controller in terms of performance, robustness and stability. Simulation results confirm the improvement in transient response obtained by using the proposed controller.     

自主化1000MW级压水堆核电站核蒸汽供应系统概念设计

本文简介介绍了我国百万千瓦级压水堆核电站（ＣＮＰ１０００）核蒸汽供应系统的概念设计，主要内容为主要技术参数、堆芯设计、反应堆冷却剂主回路系统及其主要设备设计、安注系统、辅助给水系统和数字化仪表与控制系统设计。     

低温供热堆推荐动力循环

分析了低温供热堆热电联供所提供的热源和冷源的特点，根据５ＭＷ、２００ＭＷ、５００ＭＷ低温供热堆的设计工况，针对氨水朗肯循环、水蒸汽朗肯循环、水蒸汽扩容循环、卡林那循环和氦气循环等动力循环方式，进行了详细计算、分析、比较。结果表明，氨水朗肯循环具有相对较高的发电效率，是一种很有潜力的低温动力循环；水蒸汽朗肯循环对于堆芯进、出口温度差较小的堆型具有明显的优势；而水蒸汽扩容循环却是堆芯进、出口温度差较大堆型的首选循环。     

LOCA和SGTR事故下破口尺寸计算方法研究

事故状态下一回路破口的大小直接影响到核电厂的安全屏障,对破口大小进行评估是核反应堆安全分析的重要基础,也是电厂应急响应小组的主要任务之一。通常考虑流入和流出一回路流体的质量平衡,用来计算破口流率。本文在总结一回路流体质量平衡计算方法的基础上进行深入研究,提出利用安注(SI)流量动态平衡进行破口尺寸估算的方法,同时利用信息开发技术将两种方法的计算过程程序化。最后,通过与法国SESAME系统的破口计算结果进行对比分析,同时验证了压水堆失水事故(LOCA)和蒸汽发生器传热管破裂事故(SGTR)中两种计算方法的准确性。     

我国核电设备国产化的研究

本文根据我国核电站设备设计和制造的经验与实际能力,分析了600MW 核电站设备国产化的必要性和可能性。笔者指出:抓好核岛设备的设计,是国产化的关键;在核电设备制造方面,我国已有一定的基础,只要稍加措施,增添少量关键加工设备和测试仪器,估计可以适应当前的要求。笔者还提出了对现阶段核电设备国产化的步骤和措施。最后,具体分析了我国首套600MW 核电机组的设备制造情况,综合测算其国产化率为70%左右。     

Flow measurements by noise analysis of thermocouple signals from the BOCA experiment at the Studsvik R2 reactor

At the Studsvik research reactor R2, a Boiling Capsule (BOCA) is used for long-term irradiation of BWR and PWR fuel rods. The BOCA experiment consists of a pressurised container that can hold a number of fuel rods in a bundle type configuration. The water flow inside the tube is driven by natural circulation. The coolant flow rate is not normally measured in the BOCA rig. Only thermocouples, measuring the water temperature at pertinent locations, are located inside the pressure tube. To confirm calculated values of the flow rate, transit time determination through the cross-correlation technique has been implemented.

Campaigns of noise measurements have been performed at five different occasions. The measurement campaigns have included 10 thermocouples at 3–4 different power levels. The results for the flow rate range between 0.15 and 0.35 m/s depending on reactor power level. The statistical accuracy of the results has also been evaluated. This paper shows that signal processing of thermocouple signals can be used to obtain rather accurate values of the flow rate in BOCA.     

基于改进遗传算法的冷凝器优化设计

冷凝器是核动力装置二回路系统中的重要设备，它的重量和尺寸是影响核动力装置重量、体积及布置等的重要因素。本文利用传热经验关系式和冷凝器工业性试验结果，建立了冷凝器数学模型，该模型包括热平衡计算、阻力计算、振动校核和冷凝器重量、体积计算，编制了相应的程序来验证模型的精确性，并对冷凝器重量、体积受冷却管外径、节距和冷却水流速影响的敏感性进行了分析。利用改进遗传算法对冷凝器重量、体积进行优化设计，结果显示，与原方案相比，采用优化方案后冷凝器重量减小了6.926%，体积减小了12.587%，优化效果显著。     

百万千瓦级压水堆核电厂蒸汽发生器汽水分离装置热态验证试验

对百万千瓦级压水堆核电厂蒸汽发生器汽水分离装置水-空气冷态试验确定的最佳结构进行了实际核电厂运行参数条件下的水-蒸汽热态验证试验,与国外先进结构汽水分离装置试验体在热态试验条件下的性能进行了对比.结果表明,在正常运行条件下,研制的汽水分离装置试验体出口蒸汽湿度(上携带)为0.0021%,远小于百万千瓦级压水堆核电厂蒸汽发生器设计规定的0.1%的湿度指标,其在恶劣工作条件下的汽水分离性能仍满足设计要求,并优于国外先进结构汽水分离装置试验体.     

核电站乏燃料水池冷却系统虹吸破坏管性能安全分析

国外核电站的运行经验表明,核电站乏燃料水池冷却（PTR）系统的虹吸破坏管性能存在安全隐患,在某些工况下不能有效阻断虹吸流。本文采用RELAP5软件对国内某典型核电站的虹吸破坏管性能进行安全分析。结果表明,在现有的设计条件下,虹吸破坏管无法及时、有效阻断管道断裂后产生的虹吸流动,乏燃料水池冷却水持续从断裂处泄漏,并导致冷却水管道入口露出水面,从而引起乏燃料水池冷却能力丧失,为核电站安全带来极大风险。进一步分析表明,虹吸流引起的乏燃料水池水位下降幅度受断裂点处距水面的高度差、管道流动阻力和PTR系统的管道结构3个因素的共同影响;管道流动阻力可有效缓解和降低由管道断裂引发的虹吸流动的危害性。     

考虑地基岩土参数不确定性的核电厂结构随机地震反应分析

在考虑土-结构相互作用(SSI)效应的情况下,引入随机地震反应分析方法,探讨地基岩土参数的不确定性对核电厂地震响应的影响.基于ANSYS程序,采用常数阻抗法,通过设置边界弹簧和阻尼来考虑地基土的作用,并通过设置弹簧和阻尼参数的不确定性,来模拟岩土动态参数的不确定性.针对某1000MW级压水堆核电站反应堆厂房结构,进行随机地震反应的数值仿真分析,并将随机反应结果与确定论分析结果进行了对比.结果表明,随机分析方法是确定论分析方法的有益补充,二者结合能更合理地反映参数的不确定性对结构地震响应的影响.     

Evaluation of the proximity effect on flow-accelerated corrosion

Flow-accelerated corrosion (FAC) is a degradation mechanism that affects carbon steel piping in power plants. The failures and degradation due to FAC have necessitated numerous replacements in many power plants. Several computer codes around the world were developed as part of a systematic program or process to control FAC in power plant utilities. The typical plant model requires the input of the flow parameters, piping configuration and the plant water chemistry. The results on FAC rate are considered the key to proper selection of components for inspection. The lack of information on the effect of the upstream components located in the proximity limited the accuracy of the FAC prediction tools and hence will affect the accuracy in identifying potential inspection locations. In the present study 211 inspection data for 90° carbon steel elbows from several nuclear power plants were used to determine the effect of the proximity between two components on the FAC wear rate. The effect of the velocity as well as the distance between the elbows and the upstream components is discussed in the present analysis. Based on the analyzed trends obtained from the inspection data, significant increase in the wear rate of approximately 70% on average is identified to be due to the proximity.     

同位素~(113m)In在地下水示踪研究中的应用

利用热释光探测器(TLD)或电离室(IC)作为射线探测器,以~(131)I等作示踪元素测定单井中地下水流速流向的原理及实验已有专门论述,它能测定φ50—200mm的单井中地下水的流向和渗透流速。通常,测定地下水流速用的示踪剂应选择吸附性小的阴离子形态的金属核素,但如用来测定地下水的流向,有吸附作用的阳离子形态的金属离子仍可被选用。如何寻找一种既可较长时间使用、半衰期较短且又不污染水源的放射性同位素示踪剂,从而使单     

先进反应性测量系统的研发与应用

相比于传统的反应堆控制棒价值测量方法，快速的动态棒价值测量方法要求反应性测量设备具有更高的精度和性能，以准确获取和处理堆外探测器的电流信号，并需通过额外的堆芯中子学计算对试验过程中的空间效应进行修正。为此本研究开发了一套包含先进物理试验测量仪（APTC）和动态棒价值测量软件包（LIGHT）的先进反应性测量系统（SMART），并对SMART开展了一系列验证试验。结果表明，SMART具备完整的物理启动试验功能，其精度和性能能够满足包括动态棒价值测量在内的物理启动试验的要求；在300 MW压水堆核电厂中的成功应用也充分验证了SMART的工程应用能力。