高温气冷堆超临界蒸汽发生器的动态仿真与分析

针对高温气冷堆用螺旋管式直流蒸汽发生器二次侧运行在超临界下的特点,完善其仿真模型。通过模拟一次侧流量阶跃以及一、二次侧流量同步阶跃等场景,研究氦气和给水质量流量的扰动对温度、换热等相关参数的影响规律。结果表明,氦气流量的变化会同时引起一二次侧工质相关参数变化;由于金属传热管和水侧热容较大所产生的延迟作用,使得二次侧参数的变化速率相对缓慢;当氦气和给水流量相继发生变化时,由于超临界水传热的特殊性,部分参数出现小幅波动。     

超临界氢气在弯管中的流动换热计算

为探究超临界氢气流经喷管喉部时的流动换热特性，通过ANSYS FLUENT软件模拟超临界氢气在180°弯管中的流动换热现象，得到了氢气在弯管中的流场分布以及不同位置处的壁面温度分布。研究发现:由于离心力作用，管内氢气流动在弯管段向外侧径向偏移，产生了垂直于主流方向的二次流现象，使得内侧氢气流速低于外侧；由于弯管段的流量分布不均，导致弯管外侧换热得到强化，内侧则出现传热恶化现象。在本文研究工况下，弯管段出口附近的内侧壁面区域，壁面温度达到最高，传热恶化最为显著。      

高温气冷堆启动过程的模拟与分析

本文利用工程模拟机可实时计算、多系统耦合求解的技术优势,对球床模块式高温气冷堆核电站(HTR-PM)的启动过程进行模拟。分析并掌握了HTR-PM主要运行参数的变化规律和调节手段,研究了模块式高温气冷堆在启动过程中的运行特性,特别是不同模块间所体现出的耦合效应对整个系统运行特性的影响,为电厂运行方式的确定和具体运行规程的制定提供了重要参考。     

对角隐式龙格库塔法在求解瞬态对流扩散方程中的应用

开发高效求解瞬态对流扩散方程的方法,其空间离散采用改进的节块展开方法(MNEM),时间离散分别选取2阶和4阶精度的对角隐式龙格库塔(DIRK)方法。数值实验结果表明,程序的计算结果同解析解符合很好;MNEM具有跟踪强烈温度变化的能力;两种时间离散方法的效率与问题以及选取的误差限值相关。     

球床高温气冷堆初装堆芯建立过程模拟

针对球床高温气冷堆HTR-PM的初始临界和启动运行问题,提出了一个初装堆芯建立过程的完整方案,并采用VSOP和蒙卡程序进行了模拟,计算了初装堆建立过程关键时刻的Keff、堆芯临界高度和最大单球功率等物理参数。计算结果表明:在冷态、空气气氛下堆芯达到首次临界时,混合区高度为2. 819 3 m;依靠吸收球分组下落,可以将混合区装载到设定值7. 7 m;在进行气氛切换的过程中,堆芯始终处于次临界状态;在功率提升阶段,单球功率的峰值为2. 42 k W/FS,燃料温度的峰值为1 035℃,依靠22组吸收球可以实现冷停堆。计算结果均满足设计要求,证明了所设计的初装堆建立过程方案的安全可行性,可以为HTR-PM初始临界和启动运行提供参考。     

HTR-PM直流蒸汽发生器的建模与分析

球床模块式高温气冷堆核电站示范工程（HTR-PM）采用两座模块式高温气冷堆带一台汽轮发电机组的技术方案,为了开展其运行特性研究,清华大学核能与新能源技术研究院开发了针对HTR-PM的工程模拟机,其中螺旋管式直流蒸汽发生器的模型还需进一步完善。本文深入分析了螺旋管式直流蒸汽发生器的流动、换热规律,明确了蒸汽发生器一次侧和二次侧的流动与换热模型,通过对稳态工况中分布数据的详细分析,说明了模拟结果的正确性。为适应更多模块的高温气冷堆核电站的运行分析要求,通过网格划分方案的讨论与优化,在保证实时性的前提下,提高了蒸汽发生器中流动与换热模拟的准确性,为下一步采用工程模拟机开展其运行特性研究打下基础。     

核反应堆压力容器可靠性分析

本文介绍了反应堆压力容器可靠性的概率分析方法。其主要内容包括初始裂纹、裂纹扩展、载荷条件和物性参数等的概率分布.     

MHTR超临界蒸汽透平循环再热器设计研究

基于采用多堆一机方案可以实现模块式高温气冷堆(MHTR)与大容量超临界蒸汽透平机组的匹配,从而实现MHTR的高效率发电的考虑,进行了MHTR超临界蒸汽透平循环再热器设计的研究.根据百万千瓦级超临界机组的参数确定了主蒸汽和再热蒸汽的MHTR分堆供应方案,给出了再热器的技术参数.通过对不同传热管结构方案的比较,确定了组件式直管型式的结构设计方案,该设计具有结构紧凑、传热系数大、刚度好和制造方便等优点.经过热工水力分析计算,证明这种设计能够满足传热和水动力要求.     

武汉电网无功电压运行现状分析

文章阐述了武汉电网达负荷水平下的无功分层分压的运行情况,指出220 kV主变无功、农网无功和局部无功等三个当前武汉电网无功运行现状特征,从五个方面给出了提高武汉电网电压稳定性的措施。     

球床式高温气冷堆MOX燃料循环优化

与压水堆相比,球床式高温气冷堆能在堆芯结构不做明显改变的情况下采用全堆芯装载混合氧化物（MOX）燃料元件。基于250 MW球床模块式高温气冷堆堆芯结构,设计了4种球床式高温气冷堆下MOX燃料循环方式,包括铀钚混合的燃料球和独立的钚球与铀球混合装载的等效方式,采用高温气冷堆设计程序VSOP进行分析,比较了初装堆的有效增殖因数、燃料元件在堆芯内滞留时间、卸料燃耗、温度系数等主要物理特性。结果表明：采用纯铀和纯钚两种分离燃料球且铀燃料球循环时间更长的方案,平均卸料燃耗较高,总体性能较其他循环方式优越。