中国示范快堆高性能冷阱净化能力试验研究

钠冷快堆采用冷阱作为净化钠中杂质的设备,目前中国实验快堆（CEFR）的冷阱净化杂质能力不能满足中国示范快堆（CFR600）各钠回路中杂质的净化需求。本文通过开展高性能冷阱净化能力试验,获得了不同温度下冷阱的溶解速率、净化速率、捕集能力和杂质容量。这些性能指标均达到了预期值,其捕集能力是CEFR一回路冷阱的2.33倍,是二回路冷阱的1.91倍。试验研究结果为CFR600冷阱结构的优化设计及冷阱性能分析软件的开发提供了依据,满足了CFR600一、二回路和乏组件转换桶钠净化系统关键设备的需求,实现了自主研发的高性能冷阱在CFR600工程上的成功应用。     

中国示范快堆高性能冷阱净化能力试验研究

钠冷快堆采用冷阱作为净化钠中杂质的设备,目前中国实验快堆(CEFR)的冷阱净化杂质能力不能满足中国示范快堆(CFR600)各钠回路中杂质的净化需求。本文通过开展高性能冷阱净化能力试验,获得了不同温度下冷阱的溶解速率、净化速率、捕集能力和杂质容量。这些性能指标均达到了预期值,其捕集能力是CEFR一回路冷阱的2.33倍,是二回路冷阱的1.91倍。试验研究结果为CFR600冷阱结构的优化设计及冷阱性能分析软件的开发提供了依据,满足了CFR600一、二回路和乏组件转换桶钠净化系统关键设备的需求,实现了自主研发的高性能冷阱在CFR600工程上的成功应用。     

中国实验快堆钠火消防系统的可靠性评价研究

作为我国第一座钠冷快中子堆,中国实验快堆(CEFR)的安全问题一直受到广泛关注,其中钠火相关安全问题更成为业界关注的焦点。本文以CEFR一回路冷阱工艺间发生钠火事故时,消防和相关事故缓解系统的可靠性评价为主要任务,运用事件树和故障树相结合的方法,对钠火事故的发生序列及后果进行分析,评价结果表明:CEFR钠工艺间的钠火消防系统具有较高的可靠性。在系统及部件重要度的定性和定量分析结果的基础上,进一步针对钠火消防系统设计的薄弱环节提出钠火消防的优化建议和措施。     

CEFR冷阱结构设计改进及热工水力分析

冷阱是中国实验快堆(CEFR)运行过程中的重要设备之一,在净化反应堆系统中的冷却剂钠、保证反应堆安全稳定运行等方面起着重要作用。而目前CEFR现有冷阱在使用过程中存在着杂质沉降效率低,易造成冷阱堵塞而使冷阱更换频繁等问题,对CEFR的长期稳定运行非常不利。分析冷阱出现的问题,可能有两方面原因:一是钠在冷阱中的流动路径不合理,易造成区域的堵塞;二是在丝网密度和布置方面,没有采用分区布置也容易使杂质沉积在外层而堵塞流道。针对这两方面的原因,本文提出了现有冷阱的改进方案,从结构设计和水力学两方面来改善冷阱内钠中杂质的沉降模式,达到延长冷阱运行寿命的目的。改进方案主要是将丝网区内筒孔封闭约1/3,并在丝网上部支撑板上开两排导流孔,以改进流场;同时将丝网分成上、中、下3个区域布置,每个区域的丝网采用不同的密度,以满足杂质从冷阱底部开始逐渐沉积的要求。通过对该方案三维建模与数值分析,并与CEFR现有冷阱的分析结果进行比较发现,改进冷阱流场分布更为合理,丝网的布置也更能符合杂质沉积的要求,后续将与CEFR的实际运行工况做进一步的比较研究。     

CEFR冷阱结构设计改进及热工水力分析

冷阱是中国实验快堆（CEFR）运行过程中的重要设备之一，在净化反应堆系统中的冷却剂钠、保证反应堆安全稳定运行等方面起着重要作用。而目前CEFR现有冷阱在使用过程中存在着杂质沉降效率低，易造成冷阱堵塞而使冷阱更换频繁等问题，对CEFR的长期稳定运行非常不利。分析冷阱出现的问题，可能有两方面原因：一是钠在冷阱中的流动路径不合理，易造成区域的堵塞；二是在丝网密度和布置方面，没有采用分区布置也容易使杂质沉积在外层而堵塞流道。针对这两方面的原因，本文提出了现有冷阱的改进方案，从结构设计和水力学两方面来改善冷阱内钠中杂质的沉降模式，达到延长冷阱运行寿命的目的。改进方案主要是将丝网区内筒孔封闭约1/3，并在丝网上部支撑板上开两排导流孔，以改进流场；同时将丝网分成上、中、下3个区域布置，每个区域的丝网采用不同的密度，以满足杂质从冷阱底部开始逐渐沉积的要求。通过对该方案三维建模与数值分析，并与CEFR现有冷阱的分析结果进行比较发现，改进冷阱流场分布更为合理，丝网的布置也更能符合杂质沉积的要求，后续将与CEFR的实际运行工况做进一步的比较研究。     

放射性钠气溶胶监测仪校准方法研究

中国实验快堆(China Experimental Fast Reactor,CEFR)采用液态金属钠为冷却剂,一回路冷阱工艺间的放射性钠气溶胶对工作人员的健康和安全有危害,需要对其进行监测以便及时采取相应的防护措施.为保证监测结果的准确性,需要对放射性钠气溶胶监测仪进行定期校准.通过采用特制的放射性气溶胶滤膜源,对放...     

CEFR一回路钠净化系统雾火计算与分析

CEFR一回路钠净化系统是一回路冷却剂边界的一部分,在正常运行时,该系统从反应堆主容器冷池取钠,钠经省热器冷却进入冷阱净化,然后返回省热器加热,最后回到主容器的冷池。本文根据CEFR一回路钠净化系统工艺间内管道和设备的布置,以及通风系统进出口的位置,建立发生事故的工艺间几何模型,确定泄漏点及泄漏流量,使用雾火程序FEUMIX程序进行计算,给出事故房间的气体压力,墙壁混凝土温度,气溶胶浓度的值及相应曲线。计算结果表明,CEFR一回路钠净化系统在发生钠雾火时,事故房间热力学后果在建筑结构可接受的范围内,放射性后果也在可接受…     

强迫循环沉淀式冷阱试验与数值模拟

对于钠钾合金热传输系统,其传热和机械等性能会因工质中杂质的存在而严重受损,因此必须对杂质浓度加以控制。而冷阱就是承担着净化钠钾合金作用的重要部件。本文选取强迫循环沉淀式冷阱对其流动传热特性进行了分析研究,利用CFX程序对冷阱的运行工况进行数值模拟,通过试验对比验证,得出其较完整的工作特性曲线,并给出优化建议。     

钠钾合金制备在线计量技术研究

本工作研究钠钾合金制备中的在线计量技术。首先,通过理论分析提出钠钾合金制备在线计量回路的设计方案,并建立了钠钾合金制备在线计量回路,然后,通过标准砝码法在线测量获得了计量回路的校正公式。通过钠钾合金传输后的离线测量佐证了该校正公式及计量方法的正确性。该技术适合于钠钾合金制备在线计量。     

CEFR二回路水锤分析

CEFR以液态钠作为一、二回路冷却剂。二回路蒸汽发生器泄漏发生钠水反应会在二回路系统中引起水锤,水锤事故可以引起管道的甩摆,拉断管道支撑,使管道破裂,甚至直接造成核电厂事故停堆。因此,水锤是CEFR设计和安全分析中的一个重要问题。本工作在清华大学按照CEFR一、二回路系统初步设计参数编制的水锤分析程序的基础上,采用CEFR二回路冷却系统施工设计参数重新进行分析计算。CEFR二回路水锤分析@唐龙 @王彬     

基于Labview的相关法测量钠流量系统设计

为满足中国实验快堆(CEFR)一回路主泵旁路钠流量计校准的需求,设计了1套基于Labview软件的相关钠流量测量系统。本文介绍了相关法的测量原理、设计的相关钠流量测量系统、对该系统的仿真试验和钠回路上的验证试验。试验结果表明,这套基于Labview的相关钠流量测量系统是可行的。本文还进行了该系统的测量误差分析,给出了减小误差的方法。该系统及其试验为CEFR一回路主泵旁路钠流量计在役校准装置的设计、调试和运行提供了依据。     

CEFR非对称运行工况的研究

为研究中国实验快堆（CEFR）非对称运行工况,通过快堆系统安全分析程序OASIS及堆芯子通道分析程序COBRA对CEFR单环路运行时堆内的温度以及流量进行了计算。结果表明,CEFR在单环路运行,完好环路一、二次钠泵转速为500 r/min,且事故环路一次钠泵逆止阀开启时,堆芯最多开启在14%的功率水平,以确保反应堆处于安全状态。     

Analysis of the Water Hammer in the Secondary Loop of CEFR

The coolant of the primary loop and secondary loop of CEFR is sodium. The reaction of sodium with water during the leakage of SG will induce the water hammer in the secondary loop. The water hammer in the loop would cause the pipeline to swing, the support of the pipeline to snap, the pipeline to break, even the nuclear power station to shutdown directly. The water hammer is an important issue of the design and safe analysis of CEFR.     

中国实验快堆一回路热工水力稳态计算程序开发

针对中国实验快堆(CEFR)的具体结构和稳态运行特点,利用Fortran语言开发了CEFR一回路热工水力稳态计算程序。重点开发了有关钠的多种物性的子程序、适应不同工况的钠的流动与换热计算子程序,并对关系式进行了对比分析,最后建立了稳态计算模型并开发了程序。在此基础上,对CEFR的一回路系统在满功率下的稳态热工水力特性进行了计算分析,所获得的结果同设计参数吻合,证明了所开发的子程序及稳态程序的正确性。     

Analysis of Thermal Stratification Behavior in CEFR Hot Plenum

Thermal stratification which occurs in the CEFR hot plenum after reactor trip has been regarded as an interesting thermal-hydraulics phenomena. The cold sodium in the bottom of the hot plenum will delay the formation of natural circulation in the reactor primary loop, which will have the bad effect on the reactor core cooling after accident. In the views of the integrity of the structure, the appearance of the thermal stratification phenomenon will cause the thermal stress of the reactor main vessel and internals.     

Determination of Oxygen Solubility in NaK-78 by Vacuum Distillation Method

Oxygen solubility in Na-K (22 w/0-78 w/0) was determined by a vacuum distillation method. A NaK sampling apparatus was installed in a forced convection NaK loop with a cold trap. Subtracting the oxygen blank from oxygen amount calculated from chemically determined quantities of Na and K in the distillation residue and using the least squares method, a following equation for oxygen solubility in NaK over a temperature range of 90–210°C was derived:

Log₁₀ S=7.09–2,795/T

where S is the oxygen solubility (wppm) and T the absolute temperature (K). This equation was close to those derived for oxygen solubility in Na.     

CEFR整体冷钠池及其辅助系统温度场三维数值模拟

利用流体力学软件CFX对中国实验快堆（CEFR）整体冷钠池及其辅助系统进行详细稳态模拟计算,并验证运行工况下的热工设计。计算结果表明：冷钠池内存在热分层和热分区现象,确实存在冷钠池上板的高温区,同时泵腔室上部的温度较其他区域的高。本工作为反应堆功率提升及运行提供了技术准备。