高温气冷堆地震丧失厂外电的风险评价

地震导致丧失厂外电是核电厂地震情况下的典型始发事件。本研究使用地震概率安全分析方法,以高温气冷堆为研究对象,得到其在地震丧失厂外电事故下的风险水平。研究范围包括分析地震导致丧失厂外电的事故发展情景分析,筛选地震设备清单并结合现场巡访进行调整,建立地震导致丧失厂外电的风险评价模型,并对超过高温气冷堆风险接受准则剂量（概率安全目标）的放射性释放的频率结果进行了间隔分析、割集分析和重要度分析。本文工作可为高温气冷堆的地震概率安全分析在方法实施、建模假设、过程分析等方面提供有益的参考。     

高温气冷堆压力容器侧向支承地震易损性的敏感性分析

反应堆压力容器（RPV）侧向支承是高温气冷堆地震风险的关键贡献物项,对于反应堆地震安全至关重要。本文确定了高温气冷堆RPV侧向支承的地震易损性变量,分析出易损性变量因子的合理取值,计算得到侧向支承的地震易损性曲线和高置信度低失效概率（HCLPF）抗震能力,挑选出易损性变量中的关键参数,并研究了RPV侧向支承HCLPF抗震能力对易损性关键参数的敏感性。结果表明,侧向支承的抗震能力明显高于设计基准地震动,易损性对于关键参数变异并不敏感。      

模块式高温气冷堆的技术背景及展望

模块式高温气冷堆具有固有安全性、发电效率高、用途广泛等特点,是第四代核能系统代表堆型之一,也是我国16个重大科技专项之一。本文介绍了高温气冷堆的发展历史,对高温气冷堆国际研究现状进行了阐述,说明了高温气冷堆在我国的发展情况。介绍了我国正处于调试期的模块式高温气冷堆示范电站的技术特点,从高效发电、工艺热应用、能源替代、分布式能源四个角度对模块式高温气冷堆的发展前景进行了分析,提出了我国模块式高温气冷堆后续工作建议。     

固态钍基熔盐堆概率安全评价始发事件分析研究

始发事件分析是反应堆概率安全评价的起点。本文以10 MW固态钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor,TMSR-SF1)为研究对象,采用主逻辑图分析方法,基于TMSR-SF1的最新概念设计,在参考已有氟盐冷却高温堆、高温气冷堆和钠冷快堆的始发事件清单和始发事件分析理论的基础上,针对TMSR-SF1始发事件分析进行初步探索研究,初步确定了TMSR-SF1的始发事件清单,共得到了TMSR-SF1的37个始发事件(功率运行情况下),并按照故障类型分类的方法对这些始发事件进行分组,共分为6组。为TMSR-SF1下一步的深入分析研究始发事件及其概率安全评价(Probabilistic safety assessment,PSA)中事故序列分析奠定了重要基础,也为安全分析的完整性提供了支持。     

球床模块式高温气冷堆核电站的概率安全分析框架

通过对国际上相似堆型概率安全分析(PSA)框架的调研,结合球床模块式高温气冷堆(HTR-PM)自身设计特点,提出以始发事件为起点,以事件序列为主干,以释放类为终点的HTR-PM的PSA一体化事件树框架.分析表明,HTR-PM在PSA框架上的特点主要由其设计特点决定.     

球床式高温气冷堆的余热不确定性分析

反应堆在停堆后相当长时间内仍具有较高的剩余发热是核电站的重要特性,也是核电站安全分析的关键。因此,对反应堆余热及其不确定性进行分析,对于合理设计余热排出系统、研究论证燃料元件在事故后的安全特性等均具有重要意义。本工作结合德国针对球床式高温气冷堆制定的余热计算标准,介绍了球床式高温气冷堆剩余发热及其不确定性的计算方法,并结合200 MWe球床模块式高温气冷堆示范工程（HTR-PM）的初步物理设计,对长期运行在满功率平衡堆芯状态下的反应堆停堆后的余热及其不确定性进行了计算分析,为进一步的事故分析提供依据。     

石墨堆芯结构抗震研究

具有石墨堆芯结构的反应堆类型包括生产堆、石墨水冷反应堆、气冷堆、高温气冷堆等。具有多体结构的石墨堆芯结构在地震激励下表现出与一般土木结构、金属焊接结构或螺栓连接结构所不同的特性。本文综述了在反应堆发展的四个阶段中,不同时期不同国家对石墨堆芯结构抗震的研究方法及成果。气冷堆发展的初期,石墨结构的整体特性研究很少,尚不能满足我们国家建造示范电站的需要。本文阐述了我国在设计、建造和运行HTR-10过程中关于石墨结构抗震的研究思路,并且介绍了HTR-PM项目研究进展以及今后将开展的侧反射层相似理论模拟研究。     

模块式高温气冷堆超临界循环一次再热方案研究

基于模块式高温气冷堆先进技术和超临界蒸汽动力循环先进技术,研究了高温气冷堆模块与超临界蒸汽动力循环耦合配置方案。结合超临界热力循环理论及模块化高温气冷堆的特性,研究了超临界热力循环方案及相应的循环参数。针对标准一次再热循环,研究了反应堆模块与汽轮机组匹配模式;计算了循环可能达到的效率,并与先进压水堆效率进行了比较。结果表明：模块化高温气冷堆超临界循环效率比压水堆电厂约高30%。本研究结果可作为高温气冷堆超临界循环电站概念设计的理论基础,为进一步的技术研究与方案设计提供依据。     

我国代表团赴美考察高温气冷堆技术

核工业部和国家科委组成以核工业部核电局局长马福帮为团长的高温气冷堆技术考察团一行六人,于1987年10月访问了美国。代表团考察了美国 GA 公司开发的模块式高温气冷堆(MHTGR)技术现状,探讨了与美国 GA 公司在中国合建高温气冷堆示范电站的可能性及可能的合作模式,还访问了美国高温气     

高温气冷堆全耦合系统直接联立求解的方法研究和程序开发

反应堆耦合计算是对现有反应堆各领域数值技术的融合、集成和提升,完整的反应堆核电站系统同时具有多种耦合机制,是一个超大规模非线性强耦合系统,以JFNK/NK为代表的直接联立方法是极具潜力的发展方向。本文在综述国内外反应堆耦合计算研究的基础上,介绍了清华大学核能与新能源技术研究院在高温气冷堆核电站全耦合直接联立求解方法及程序开发方面的研究工作。针对高温气冷堆多物理、多尺度、多部件、多回路、多模块的耦合特点,首次提出了非线性消去直接联立方法等关键技术,研发可以描述多层级耦合结构的统一耦合平台框架,已形成多个中间版本的程序。     

High temperature reactor development in China

Since the late 1970'-s the research and development program on the high temperature gas-cooled reactor (HTR) has been carried out in China. The 10 MW High Temperature Gas-cooled Reactor-Test Module (HTR-10) reached first criticality in 2000 and was put into full power operation in 2003. Six safety demonstration tests were done on the HTR-10. The project of the HTR-10 with a gas turbine cycle is underway. The project of the HTR demonstration plant with a power of around 150 MWe (HTR-PM) is planned. In this paper the HTR development in China is briefly described.     

高温气冷堆蓄电池组地震易损性研究

为验证核电厂发生地震外部事件时的电力安全，需要对蓄电池组进行抗震鉴定试验。本文以高温气冷堆（HTR）核电厂安全级蓄电池组为研究对象、以安全级蓄电池组抗震鉴定试验数据和工程经验为基础，通过识别、量化蓄电池组的地震易损性变量，并应用基于试验的易损性分析法推导出地震易损性曲线和高置信度低失效概率（HCLPF）抗震能力。研究结果表明，安全级蓄电池组的抗震能力远高于核电厂设计基准地震动需求。      

高温气冷堆示范工程反应堆保护系统故障树模型的建立和分析

数字化保护系统正逐步取代模拟系统,应用于新建和升级的核电厂中,数字化保护系统的可靠性分析已成为仪控领域的热点研究课题。本工作以高温气冷堆示范工程（HTR-PM）的反应堆保护系统为研究对象,研究数字化保护系统故障树模型的建立和分析方法,主要研究内容包括：故障树顶事件的选取;基于失效模式与影响分析（FMEA）的故障树搭建方法,重点研究保护系统冗余通道的“2/4”表决逻辑以及通道旁通的处理方法;对故障树模型进行定性分析,并根据故障树的最小割集讨论保护系统的薄弱环节。该研究对于分析数字化保护系统的可靠性并改进系统设计具有重要意义。     

Current status and technical description of Chinese 2 × 250 MWth HTR-PM demonstration plant

After the nuclear accidents of Three Mile Island and Chernobyl the world nuclear community made great efforts to increase research on nuclear reactors and to develop advanced nuclear power plants with much improved safety features. Following the successful construction and a most gratifying operation of the 10 MW_th high-temperature gas-cooled test reactor (HTR-10), the Institute of Nuclear and New Energy Technology (INET) of Tsinghua University has developed and designed an HTR demonstration plant, called the HTR-PM (high-temperature-reactor pebble-bed module). The design, having jointly been carried out with industry partners from China and in collaboration of experts worldwide, closely follows the design principles of the HTR-10.Due to intensive engineering and R&D efforts since 2001, the basic design of the HTR-PM has been finished while all main technical features have been fixed. A Preliminary Safety Analysis Report (PSAR) has been compiled.The HTR-PM plant will consist of two nuclear steam supply system (NSSS), so called modules, each one comprising of a single zone 250 MW_th pebble-bed modular reactor and a steam generator. The two NSSS modules feed one steam turbine and generate an electric power of 210 MW.A pilot fuel production line will be built to fabricate 300,000 pebble fuel elements per year. This line is closely based on the technology of the HTR-10 fuel production line.The main goals of the project are two-fold. Firstly, the economic competitiveness of commercial HTR-PM plants shall be demonstrated. Secondly, it shall be shown that HTR-PM plants do not need accident management procedures and will not require any need for offsite emergency measures.According to the current schedule of the project the completion date of the demonstration plant will be around 2013. The reactor site has been evaluated and approved; the procurement of long-lead components has already been started.After the successful operation of the demonstration plant, commercial HTR-PM plants are expected to be built at the same site. These plants will comprise many NSSS modules and, correspondingly, a larger turbine.     

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。     

球床式高温气冷堆示范工程球形燃料元件的研制

为满足球床式高温气冷堆（HTR-PM）示范工程对球形燃料元件大批量生产、单球高铀含量和低破损率的要求,必须对10 MW高温气冷堆时期的球形燃料元件生产工艺进行改进和优化。通过对基体石墨粉、穿衣、压制、车削和热处理等关键设备及相关工艺进行重新设计和优化,建立了规模化的球形燃料元件生产工艺。采用该工艺生产的球形燃料元件,冷态性能如压碎强度、热导、磨损和腐蚀等均满足HTR-PM的技术指标,特别是球形燃料元件的平均自由铀含量与HTR-PM球形燃料元件的自由铀含量指标（6.0×10^-5）相差近1个数量级。采用优化后的规模化生产工艺,成功地研制出符合HTR-PM技术要求的球形燃料元件。     

多堆厂址始发事件分析探讨

多堆厂址一级概率安全评价（PSA）研究中，机组数目的增加使得建模工作量剧增，给整个核电厂的风险评估带来困难。结合已有基础，本文研究了多堆厂址始发事件分析的筛选方法，提出利用堆芯损伤频率（CDF）上下限值评估方法，分析厂址内不同机组数对厂址CDF的影响。结果表明，双机组厂址适合优先进行具体分析。针对双机组核电站，对多堆厂址内各始发事件进行筛选。结果表明，丧失厂外电、丧失热阱等事件适合建模分析，并对其他筛选结果给出后续分析建议，为多堆厂址一级PSA后续事故序列建模工作提供了重要基础。