基于抽样统计的CPR1000全失流事故分析

CPR1000反应堆发生全失流事故后,冷却剂流量迅速下降,一回路温度和压力升高,可能导致堆芯发生偏离泡核沸腾(DNB)的危险。本文使用中广核自主开发的系统程序GINKGO和子通道程序LINDEN分别对CPR1000的电厂系统和堆芯部件进行了建模,再使用GINKGO进行系统分析、LINDEN根据系统分析结果进行子通道分析后确定偏离泡核沸腾比(DNBR)达到最小值的时刻,并在该时刻使用抽样统计方法对部分相关输入参数进行不确定性分析,同时考虑系统程序、子通道程序以及CHF关系式的不确定性,最终得到满足双95下的最小偏离泡核沸腾比(MDNBR)。结果表明:CPR1000全失流事故进程中,并未发生DNB,且具有较大裕量,同时也证明将抽样统计应用到CPR1000全失流事故分析中是可行的。     

反应堆热工水力子通道分析程序ATHAS的研发

介绍了具有自主知识产权的反应堆热工水力子通道分析程序ATHAS的物理模型和数值解法。利用ATHAS对西屋四环路压水堆进行全堆芯热工水力子通道分析,并与COBRA-EN和THERMIT-2的预测值进行对比,结果表明:ATHAS能够准确预测大型压水堆堆芯内的热工水力参数分布。本文对ATHAS研发的思路和方法,对我国核电站热工水力软件自主化的设计开发具有借鉴意义。     

热工水力子通道分析程序ATHAS的稳态验证

利用具有自主知识产权的子通道程序ATHAS对GE3×3组件进行稳态计算,并将ATHAS的预测值与实验测量值及其他子通道程序的预测值进行了对比分析,结果表明:ATHAS能够准确预测GE3×3组件内的热工水力参数分布,展示了ATHAS可靠的物理模型。本文对ATHAS进行稳态验证的思路和方法,对我国核电站热工水力软件自主化的设计开发具有借鉴意义。     

注锌对燃料包壳表面污垢沉积及硼析出的影响研究

反应堆一回路腐蚀产物在燃料包壳表面过冷泡核沸腾的作用下沉积于包壳表面,形成燃料污垢。一回路注锌被认为是抑制燃料包壳表面污垢沉积的重要途径之一。本文通过开展国产锆合金燃料包壳在不同锌浓度下的污垢沉积试验,研究在模拟核电站高温高压水环境中注锌对污垢沉积行为的影响,得到污垢沉积的锌浓度敏感性结果。冷却剂中的锌浓度越高,燃料包壳表面的烟囱状结构越不明显,污垢表面越平整,污垢沉积厚度越小,污垢内部镍铁比降低,硼析出量越少。当锌浓度增加至100μg·L^-1,污垢内部有少量含锌物相析出。结果表明：当锌浓度在0～100μg·L^-1范围内时,一回路注锌能够显著抑制燃料包壳表面的污垢沉积。     

燃料棒相变导热模型开发与污垢传热恶化应用

污垢材料在堆芯中迁移和沉积,在包壳表面附着有可能引起传热恶化甚至出现燃料棒局部熔化现象。国内自主开发的压水堆燃料棒分析程序BIRCH暂未考虑潜热,保守假定芯块温度超过熔点3 K完全熔化,导致计算得到的芯块熔化份额非常接近放射物质释放超标验收准则,且存在陡边效应。为解决程序计算过于保守问题,本文采用固定网格等效热容法开发了燃料棒熔化相变导热模型。相比于焓方法,等效热容法仅需对热容进行特殊处理,对整体程序代码改动较小。但传统等效热容法在跨越相变区时易出现数值不稳定性问题,导致计算结果出错。本文首先对等效热容法数值不稳定性产生的原因进行分析,同时基于能量守恒原则建立预测-修正相变求解算法,改进现有等效热容法,并采用不同边界条件解析解、Stefan精确解和焓方法数值解对改进等效热容法进行验证。计算分析结果表明预测-修正相变算法可提升传统等效热容法计算稳定性,且与Stefan精确解数值误差在5%以内,将其应用到污垢传热恶化事故中可提升现有计算结果安全分析裕量。     

燃料组件内精细功率重构方法研究

为提高堆芯工程设计软件的计算精度,本文提出一种精细功率重构方法,即利用节块法求解所获得的横向积分中子通量分布作为逼近条件,采用权重系数法获得组件功率分布的两群17项多项式展开,并基于BW和IAEA2D基准题与13项和21项多项式展开法进行比较。数值计算结果表明,提出的17项多项式展开法相比传统的13项多项式展开法具有更高的计算精度,且计算精度接近21项多项式展开法。     

自主化堆芯三维核设计软件COCO研发

中国广东核电集团正在开发的三维堆芯核设计软件COCO将具备堆内功率分布计算、精细功率分布计算、临界硼浓度搜索、控制棒临界搜索、核子密度计算等基本功能。COCO采用格林函数节块方法作为求解器计算堆芯的功率分布,采用单通道模型和棒传热模型来计算慢化剂的密度和燃料温度。COCO已实现从寿期初到寿期末的燃耗计算能力。通过与参考程序的数值比较发现,COCO采用的理论模型和耦合流程正确,计算精度可满足工程设计的需要。     

子通道分析程序LINDEN的开发与初步验证

中国广东核电集团有限公司自主开发的子通道分析程序LINDEN采用基于同位网格有限差分技术的四方程漂移流模型以及面向对象的模块化编程技术。该程序具备分析计算的可靠性、稳定性。通过LINDEN和COBRA-Ⅳ程序分别对大亚湾1#、2#机组稳态工况进行了计算分析。结果表明,LINDEN程序和COBRA-Ⅳ程序的计算结果总体吻合较好,LINDEN程序可适用于大型压水堆的热工水力分析。     

锆合金包壳在模拟压水堆一回路冷却剂中的表面污垢沉积行为研究

阐述了影响燃料包壳表面污垢沉积行为的主要因素,通过设计并开展针对国产锆合金燃料包壳的污垢沉积试验,成功制备出含多孔基体和烟囱结构主要元素组成的燃料包壳氧化物污垢,污垢的主要成分为NiFe₂O₄、Fe₂O₃和NiO,并在污垢内部检测到LiBO₂的析出,实现了对PWR堆芯燃料包壳污垢沉积的实验室模拟。     

存储管理中梯度策略的研究与设计

数据量的增加,虚拟机的增多都对存储空间提出了严峻的考验。文章结合实际工作中遇到的存储空间紧张的问题,探讨了一种梯度存储管理策略,该策略以数据价值为依据,结合同步触发式监听程序,实现数据信息的自动化转存,并通过带有权重值的价值评估函数确定需要进行转存的数据。最后,设计实验对该策略的可行性进行了验证,结果表明,梯度存储策略能够有效地对数据存储进行管理,并使得紧缺的存储资源配置得以优化。