LOCA后安全壳碎片对压水堆燃料组件的压降影响试验研究

为研究压水堆核电厂失水事故（LOCA）后杂质在堆芯燃料组件内的沉积现象及压头损失,本试验搭建相应台架,分析了极限工况下碎片在组件中的分布和堵塞情况,定量化评估LOCA后安全壳内碎片对燃料组件压降的影响。结果表明,碎片几乎都堆积在组件下半段尤其是下管座;碎片量相同时,碎片同时添加方案比依次添加方案造成的压降更大;化学沉淀物对碎片床有压实效应,可造成更显著的压头损失;即使极限工况仍有足够的冷却剂进入堆芯排出余热。      

秦山二期工程燃料组件LOCA和SSE下的事故分析

介绍了秦山二期工程燃料组件在ＬＯＣＡ和ＳＳＥ同时发生的情况下,燃料组件与组件间、组件与围板间的撞击力计算方法和结果以及燃料组件各部分的应力分析和组件的稳定性分析。     

4×4燃料组件考验装置小破口失水事故分析

采用ＲＥＬＡＰ５／ＭＯＤ３热工水力瞬态分析程序,对４×４燃料组件考验装置（以下简称考验装置）小破口失水事故进行了分析计算,预计小破口失水事故下堆芯的热工水力行为（选取当量直径为φ４ｍｍ小破口）。分析结果表明：在发生当量直径为φ４ｍｍ的小破口失水事故下,考验装置专设安注系统能确保考验堆芯安全,且不会危及高通量反应堆。     

NHR-200燃料组件进口阻力特性实验研究

在２００ＭＷ核供热堆水力学实验回路上完成了ＮＨＲ－２００燃料组件进口阻力特性实验研究。采用１：１的实验本体,模拟条件下为几何形状,雷诺数相同。     

200MW核供热堆燃料组件阻力特性模拟实验

实验研究承２００ＭＷ核供热堆（ＮＨＲ－２００）水力实验回路（ＨＲＨＴＬ－２００）上完成，采用１：１的实验本体，模拟条件为几何形状和雷诺数相同，研究了燃料组件入口节流孔板不同开孔直径（φ５０－φ１１０）条件下，燃料组件，节流孔板，进、出口格板，棒束及出口段的流动阻力特性，研究结果可直接用于ＮＨＲ－２００的热工水力学设计 。     

国外压水堆燃料组件的发展动向

基于反应堆的运行经验,压水堆燃料组件自问世以来一直在不断地发展,最新一代燃料组件的设计批平均卸料燃耗（以金属铀计）已达５２０００ＭＷ．ｄ／ｔ。文章就高燃耗下压水堆燃料组件所出现的问题及目前世界上４家较大的核燃料供应商所推出的高性能压水堆燃料组件作一概要介绍。     

CEFR堆芯燃料组件抗震试验方法研究

为了验证中国实验快堆（CEFR）堆芯燃料组件的抗震性能,保证地震下结构完整性和气密性,必须研究制定兼具代表性和包络性的堆芯组件抗震试验方法。本文基于俄罗斯组件耐振试验方案分析,结合国内试验规范和堆芯实际约束条件,提出了一套新的组件抗震试验方法,并通过分析计算论证新方法的合理性。结果表明：新方法的试验结果是保守的,可保证在相同地震输入下单组件应力、冲击响应基本能包络处于堆芯组件群中的组件响应,新方法要求单根组件分别在刚性台架和柔性台架上依次完成抗震试验。本文结果对快堆堆芯组件的抗震试验研究具有重要指导意义。     

国产自主化燃料组件入堆辐照燃料管理策略研究

为完成中核集团具有自主知识产权的N36特征化组件、CF2和CF3燃料组件入堆辐照计划,实现不同燃料组件的辐照要求。研究了秦山第二核电厂2号机组第9循环到第12循环的燃料管理策略;综合考虑核电厂的经济性、安全性和辐照组件的考验要求,共完成5组燃料管理方案。最终的燃料管理方案在满足电厂安全经济运行的条件下,使得3种燃料组件已实现各自的辐照目标。     

径向分层碎片床内流动特性研究

为研究非均质结构碎片床内的流动特性,采用两种尺寸颗粒构建了具有径向分层结构的颗粒堆积碎片床,为了对比分析,同时构建了均质结构颗粒堆积碎片床。实验研究了流体在不同堆积结构床内的流动阻力特性,并通过数值模拟揭示了流体在分层床分层界面处的流量再分配现象。研究结果表明,当流体自下而上通过碎片床时,对于均质结构颗粒堆积床,流体呈现一维流动特性;对于具有不同渗透率的径向分层床,除大部分流体自下而上通过分层床外,还存在部分流体从低渗透率层流向高渗透率层,呈现二维流动特性,且绝大部分横流仅发生在分层床的初始部分。     

径向分层碎片床内流动特性研究

为研究非均质结构碎片床内的流动特性,采用两种尺寸颗粒构建了具有径向分层结构的颗粒堆积碎片床,为了对比分析,同时构建了均质结构颗粒堆积碎片床。实验研究了流体在不同堆积结构床内的流动阻力特性,并通过数值模拟揭示了流体在分层床分层界面处的流量再分配现象。研究结果表明,当流体自下而上通过碎片床时,对于均质结构颗粒堆积床,流体呈现一维流动特性;对于具有不同渗透率的径向分层床,除大部分流体自下而上通过分层床外,还存在部分流体从低渗透率层流向高渗透率层,呈现二维流动特性,且绝大部分横流仅发生在分层床的初始部分。     

燃料组件流致振动试验研究

采用试验的方法对燃料组件的振动特性和流致振动响应进行研究,获得了燃料组件的固有振动特性;各稳态工况的流致振动响应规律:响应随流量的增加而增加;瞬态工况下振幅、频率与时间(流量)的三维瀑布图以及定位格架的运动轨迹。试验所获得的完整、可靠的数据为燃料组件的设计、安全分析和磨蚀试验提供重要的输入参数,为最终的安全评审提供依据。     

转运通道中燃料组件沸腾传热的试验研究

在压水堆换料过程中,乏燃料组件要通过水下通道完成从反应堆厂房到乏燃料水池的运输。为获得乏燃料组件在换热条件较恶劣的承载器顶角区域的传热特性,开展了试验研究,测量得到了2 400～20 000 W/m²不同热流密度下承载器顶角区域3根燃料棒顶部的沸腾换热系数,并拟合得到沸腾传热关联式。研究结果可为今后工程应用中评估燃料组件在转运过程中的热工安全状态和表面最高温度提供参考。     

压水堆燃料组件抗震试验研究

燃料组件属I类抗震物项,其抗震问题直接关系核电厂运行安全,通常需通过抗震试验验证反应堆燃料组件抗震分析方法的合理性。本文模拟反应堆实际堆芯燃料组件安装方式,设计压水堆燃料组件抗震试验件与试验装置,针对不同组件数量布置方案,在高性能地震模拟振动台上开展试验研究。结果表明,水介质中燃料组件的第一阶频率为2.96 Hz,最大冲击力出现在燃料组件偏中间位置处,试验获取了地震作用下燃料组件的格架冲击力、格架相对位移、模拟堆芯板与围板的加速度等响应。试验结果可用于设计基准事故工况中燃料组件抗震分析模型的建立与分析软件的验证。     

基于ANSYS的燃料组件事故动力分析程序

对燃料组件事故动力分析的流程、燃料组件轴向模型以及横向排模型建立方法、轴向和横向事故动力响应计算方法、格架作用力和导向管应力计算方法进行了研究。基于有限元软件ANSYS的APDL和UIDL语言,引入参数化和模块化的思想,编制燃料组件事故动力分析程序,并采用编制的程序与专用软件分别对某型燃料组件进行对比验证。对比结果表明差异较小,均在工程允许误差范围之内;采用编制的程序代替专用软件进行燃料组件事故动力分析,编制的程序分析能力增强,效率更高。选取某电厂作为分析对象,采用编制的程序进行了实例计算,分析结果满足规范要求。      

燃料组件在地震和失水工况下的结构动力反应分析

反应堆堆芯燃料组件是核电厂中的核心部件,在核电厂地震和失水事故联合作用下进行详细动力分析与评定,是核电厂设计规范和安全评审的要求.本研究重点是在近20年有关燃料组件地震加失水事故下反应分析和试验研究基础上进行的综合性研究,形成完整的分析和评定系统.该研究成果已成功地应用在秦山、PC两座核电厂的设计分析和安全评审中,对我国自主开展百万千瓦级先进压水堆核电厂主设备在地震加失水事故下的设计和安全分析具有良好的推广和应用前景.     

秦山核电厂反应堆燃料组件的流量平衡试验研究

本文描述了对我国第一台自己设计建造的三十万千瓦压水堆核电站采用的燃料组件之间的流量平衡进行了一系列的水力特性试验研究,合理地解决了燃料组件上方四种不同结构部件间的阻力匹配,把燃料组件之间的冷却剂流量偏差调整在1％以内。同时,通过实验改进了阻力塞部件的结构设计,确定了反应堆堆芯上栅格板的开孔尺寸,测定了各种不同形式燃料组件的出口阻力系数,为秦山核电厂反应堆的热工设计和结构设计提供了可靠的实验依据。     

燃料组件单相交混系数试验研究

在高温高压大型热工试验装置上,采用5×5全长棒束装配法国X型格架,开展燃料组件交混系数试验研究.试验设计了专门的测温组件,成功实现子通道出口温度场的精确测量.利用子通道分析程序FLICAⅢF与试验数据相配合,共同确定燃料组件的交混系数值.试验所得交混系数值为0.065,与原设计值0.066十分接近.试验同时验证了交混系数主要由燃料组件结构决定,热工参数影响极小.     

中国实验快堆燃料组件频率测量试验

堆芯的安全性极其重要,反应堆堆芯组件的抗震分析比较困难。为给中国实验快堆堆芯组件的数值分析提供依据,同时也为安全审评提供基本数据,利用动态测量系统完成了单根燃料组件分别在空气和水介质中频率的测量。试验中,分别采用了3档不同幅值的激励力。考虑安装公差对频率的影响,采用重新安装燃料组件的方法重复测量。经分析,试验结果合理可靠。     

压水堆燃料组件在事故工况下横向响应的格架模型和强度准则

在策4类事故工况(SSE和LOCA)下的压水堆燃料组件横向强度的验证中、格架受到的撞击力通常是最受限制的。本文的目的是讨论和说明格架的模型、设计基准载荷和相应的强度准则。简短地回顾了组件排模型、强调了撞击时两种刚度的定义：通过格架进行动量传递的外刚度和从组件或到组件进行动量传递的内刚度：由实验支持的计算证实，由于几个组件间同时发生撞击、作用在一个格架上的最大撞击力主要来自于通过格架的动量传递，即来自于它相对两个面的压力：因此，相应于一个受外部载荷的格架情况下，设计基准载荷和强度准则以及相关的外刚度都应该被包含在该模型中。本文陈述了确定格架屈曲极限和刚度的实验条件和方法，还分析了内刚度，表明内刚度关系到组件在撞击时的动态特性及其模型。所介绍的内容对事故分析中的主要问题给出了清楚的描述和说明。