大亚湾核电站18个月换料堆芯热工水力设计

大亚湾核电站从第九循环开始由年换料向18个月换料转换，使得原堆芯热工水力设计不再适用18个月换料的热工水力设计采用法马通新开发的临界热流密度（CHF）关系式－－FC关系式，并用全统计法代替原来的确定论方法确定DNBR设计限值。由于在过渡循环中AFA 2G和AFA 3G燃料组件混装，使混合堆芯的最小DNBR小于均匀堆芯的最小DNBR。本文确定了一个包络的混合堆芯DNBR亏损规律。并在此基础上得到了过渡循环和平衡循环的堆芯物理限值线。以及新的超温ΔT超功率ΔT保护定值。     

岭澳核电站混合核燃料堆芯与提升燃料富集度项目的研究论证及实施

岭澳核电站与大亚湾核电站燃料的首循环相同,从第二循环开始,岭澳核电站的燃料管理模式怎样设计及怎样充分利用大亚湾核电站的成功经验是目前所面临的问题。在正常情况下,核电站第二循环在堆芯设计和运行方面本来就比较困难,能否将大亚湾核电站在第九循环实施18个月换料时更换新型AFA3G核燃料的经验提早在岭澳核电站第二循环实施,岭澳核电站第二循环是否更换燃料及更换什么样的燃料组件(带还是不带MSMG的AFA3G),这是必须解决的问题。如果在第二循环中使用与大亚湾核电站一样的AFA3G,则岭澳核电站第二循环造成混合堆芯,存在特殊安全分析和执照申请困难。此外,还介绍了如何系统、全面地考虑岭澳核电站燃料第二～第五循环的设计与优化问题。     

大亚湾核电站实施18个月换料的放射性后果评估

针对大亚湾核电站实施18个月换料技术改造的特点，计算了大亚湾核电站在正常运行工况下以及各种设计基准事故工况下对周围环境的放射性后果。计算结果表明，大亚湾核电站实施18个月换料技术改造后，正常运行工况安全设施的性能满足GB6249－86的要求。     

中小破口失水事故现实估算分析

介绍了以CATHARE和SAHASB计算机程序为基础的中小破口失水事故现实估算方法。在大亚湾18个月换料项目中，为了定义失水事故（LOCA）包络线和检查安全裕量，运用此方法进行了计算分析。结果表明，大亚湾核电站采用18个月换料之后，在中小破口失水事故时仍有较大安全裕量。     

大亚湾核电站18个月换料大破口失水事故的计算分析

大亚湾核电站18个月换料的设计中，堆芯焓升因子和功率峰值因子有了较大的提高，通过采用DRM分析方法和CATHARE程序对LBLOCA事故进行了较为全面的计算、分析和论证，得出了在18个月换料运行方式下，堆芯的包壳温度等参数仍然满足验收准则的结论。在此基础上重新建立了LOCA包络限制线。     

大亚湾核电站18个月换料燃料组件机械设计验证

根据AFA 3G和AFA 2G燃料组件在结构上和设计特点上的差别，在考虑了各种工况下的载荷，用专用的计算机程序分别对燃耗达到52GWd/t(U)的AFA 3G组件和燃耗达到47GWd/t(U)的AFA 2G组件进行计算分析，结果表明在18个月换料的长循环下，两种组件均能够满足设计准则。     

AFA3G燃料组件和燃料棒的辐照生长

叙述了AFA3G燃料组件和燃料棒在辐照情况下的生长机理，设计准则，计算方法和计算结果，论证了在大亚湾18个月换料情况下，AFA3G燃料棒和燃料组件的辐照生长满足设计准则的要求，并给出了设计的裕量值。     

安全壳内MSLB事故下的质能释放与安全壳行为分析

基于18个月换料的堆芯设计，利用THEMIS程序计算了大亚湾核电站1、2号机组在安全壳内发生主蒸汽管道断裂事故（MSLB）下的质能释放（MEB）量。以此为边界条件，利用PAREO9程序对安全壳的响应做了分析。分析认为，在假想的MSLB事故下，安全壳的完整性有保障。     

大亚湾核电站18个月换料的堆芯失水事故长期冷却分析研究

在失水事故长期冷却过程中，必须确定安全注射系统从冷段注射切换到冷热段同时注射的切换时间。这对避免反应堆堆芯硼结晶、堆芯因地坑硼浓度过低而引起重返临界有着十分重要的意义。介绍了大亚湾核电站18个月换料设计失水事故长期冷却分析，应用REFLET程序分析计算了失水事故后堆芯和地坑的硼浓度随时间的变化，给出了不同换料水箱硼浓度下的容许切换时间。当换料水箱硼浓度为2204mg/L时，操作员必须在6小时以前将安注由冷段注射切换到冷、热段同时注射的模式。     

混合堆芯的热工水力设计

混合堆芯的热工水力设计是一项关系到核安全和可靠生产的重要内容。本文以大亚湾核电站18个月换料为例，阐述了混合堆芯热工水力设计的设计基准，重点介绍了混合堆芯的DNB热工水力设计方法，并对大亚湾核电站18个月换料工程的混合堆芯进行分析，结果表明，其设计符合要求。     

次临界或低功率启动工况下提棒事故分析

由于控制棒抽出引起堆芯内反应性失控增加,从而导致核功率剧增的事故定义为一组控制棒组件抽出事故。这种瞬态可能是反应堆控制系统或棒控系统失灵引起的。多普勒负反应性反馈效应能在保护动作延迟的时间内将功率限制在可接受的水平。该事故中,燃料棒表面可能发生偏离泡核沸腾(departure from nucleate boiling,简称DNB),导致燃料元件包壳烧毁;燃料芯块也可能发生熔化,对包壳产生不利影响。文章对岭澳混合堆芯和提高富集度论证次临界或低功率启动工况下提棒事故进行了分析。分析结果表明,事故瞬态中不会发生燃料芯块熔化或燃料元件包壳烧毁,可以保证燃料元件的完整性,燃料设计满足限制准则。     

秦山一期核电站未能紧急停堆的预期瞬变导致堆芯熔化的进程及事故缓解措施研究

选择失去主给水、失去厂外电和正常运行情况下控制棒失控提升3个典型的导致未能紧急停堆的预期瞬变(ATWS)的初因事故,采用自行研制的基于SCDAP／RELAP5／MOD3．1的核反应堆严重事故分析平台,对秦山一期核电站ATWS初因导致堆芯熔化严重事故进程进行了分析研究,对防止ATWS导致堆芯熔化进程的缓解措施的有效性进行了验证。计算分析结果表明,二回路补水和一回路卸压的事故缓解措施能有效地阻止堆芯熔化进程。     

稳压器卸压阀卸压效果研究

基于国际上模拟严重事故瞬态过程最详细的机理性程序SCDAP/RELAP5/MOD3.1,主要分析研究了核电站未紧急停堆的预期瞬变(ATWS)初因(失去主给水、失去厂外电和控制棒失控提升)叠加辅助给水失效导致的堆芯熔化严重事故进程,并验证阻止ATWS导致堆芯熔化进程的一次侧卸压缓解措施的充分性和有效性.计算分析结果显示,一列稳压器卸压阀不足以充分降低一回路压力,压力仍然停留在10MPa以上,存在很大高压熔堆的风险.增加一列卸压阀可把一回路压力降低到3MPa左右,安注系统得以投入,及时有效地阻止堆芯熔化进程,降低了高压熔堆风险.分析结果还显示高压安注系统的投入对一回路卸压具有重要影响.     

10MWt固态燃料熔盐堆控制棒失控抽出事故分析

钍基熔盐堆核能系统项目是中科院先导科技专项之一,其战略性目标是研发第四代熔盐冷却裂变反应堆核能系统。基于10 MWt固态燃料熔盐堆的系统设计,开发了适用于球床式反应堆系统的安全分析软件,并以高温气冷堆为对象对程序计算结果的准确性进行了验证。基于该软件程序,对固态燃料球床堆(Thorium Molten Salt Reactor-Solid Fuel,TMSR-SF)控制棒失控抽出事故进行了分析计算,研究了不同停堆限值及各停堆信号对事故的影响。计算结果表明,超功率停堆限值越高,出口温度限值越大,信号延迟时间越长,反应堆停堆越晚,堆芯功率和燃料最高温度越高。在TMSR-SF控制棒失控抽出事故下,燃料最高温度不超过860°C,远低于1 600°C的熔化温度限值。     

船用反应堆冷却剂泵连续调速研究

采用船用核动力装置模拟程序,对反应堆冷却剂泵转速连续调节研究进行仿真试验研究。在相同的40%满功率工况下,进行冷却剂泵转速阶跃变化与连续变化两种试验。对比了反应堆进出口温度、反应堆功率、反应堆反应性、冷却剂流量、蒸发器蒸汽压力等参数的变化情况,对开展船用反应堆冷却剂泵连续调速设计具有重要的指导意义。     

PWR-1000XL核蒸汽供应系统设计

国产化1000MW级压水堆核电站（PWR－1000XL）是中国核动力研究设计院拟向国内用户推荐的计划在“十五”后期开始建造的核电站方案之一。PWR－1000XL的设计寿命60年，核蒸汽供应系统的主要设计特点是：采用Performanc^ 燃料组件，换料周期18个月：堆芯平均线功率密度165．2W/cm，堆芯热工裕量大于15％，堆顶结构一体化，设置RPV顶盖事故排气系统，无测温旁路系统；稳压器容积45m^3，选用△75型蒸汽发生器和100D型主泵；采用破前漏技术，设置可燃气体控制系统；采用数字化仪表和控制系统。     

The Fort St. Vrain high temperature gas-cooled reactor: V. Steam system performance tests

The Fort St. Vrain primary and secondary coolant systems have given satisfactory performance during the rise to power test program with the tests being terminated at the current maximum allowable thermal reactor power of 70% of rated. Because of a regenerative heat problem in the steam generators, rated conditions of 1000°F main and hot reheat steam temperatures, predicted to occur at 25% power, were not reached until 68%. The regenerative heat problem also forced “overblowing” of the core with primary coolant helum which resulted in higher fuel temperatures than predicted, lower core primary coolant outlet temperatures and higher core primary coolant inlet temperatures. Data suggest that all parameters will be at rated conditions at 80–100% power. A small steam generator tubing leak was detected by the primary coolant moisture monitors of the plant protective system. It was located by covergas techniques and repaired by plugging the leaking feedwater and steam subheaders external to the reactor.     

Safety analysis of small long life CANDLE fast reactor

Safety analysis for small long life fast CANDLE reactor was performed with ULOF (unprotected loss of flow), SDRW (unprotected shut down rods withdrawal), ULOHS (unprotected loss of heat sink) and LB (local blockage) accidents. The employed reactor system is based on the former steady state research. The core with 1.0 m radius and 2.0 m length produces 200 MW thermal power in steady state, using enriched N-15 natural uranium as fresh fuel and lead bismuth as coolant. The former 3 accidents were simulated without scram by neutronic-thermal hydraulic calculation coupled with stationary diffusion calculation. The LB accident was simulated by transient thermal hydraulic calculation only, because in this accident the neutronic factors basically do not change. The analysis results show that the proposed small CANDLE fast reactor can survive all the accidents without any active protection.     

VVER反应堆燃料组件流动传热特性CFD分析

采用计算流体力学（CFD）方法对俄罗斯水-水高能反应堆（VVER）先进燃料组件（AFA）的流动传热特性进行模拟,获得了额定工况下燃料组件冷却剂流场、流动压降和温度分布等。结果表明:与内部含交混翼的格架相比,AFA燃料组件定位格架的压力损失较小;定位格架围板导向翼附近存在滞流现象,导致燃料组件外围区域冷却剂温度偏高;不同的测量管周向棒功率比K_c对燃料组件出口冷却剂温度的测量值有较大影响。该分析结果可为核电厂堆芯温升预警值ΔT_t的设定提供参考。