高温堆停堆落球装置吸收球下落特性分析

对高温气冷堆停堆落球装置中的吸收球下落特性进行研究。采用与实际吸收球等直径(φ6 mm)的玻璃球,以及与实际堆芯吸收球下落孔道等内径(φ60 mm)的有机玻璃管落球装置,进行空气环境中玻璃球的重力下落试验。孔口颗粒重力下落质量流率的经验公式Beverloo公式与本次试验结果符合较好,偏差在4%～12%。实测玻璃球在有机玻璃贮球罐中的安息角约为23。试验结果表明:就目前所设计的带有锥形漏斗的贮球罐,对应于中心孔口垂直上方的玻璃球首先开始流动,然后周围的颗粒不断向孔口中心补充,玻璃球面逐渐下降,玻璃球在贮球罐内下落顺畅。     

吸收球停堆系统驱动装置螺栓抗震初步分析

吸收球停堆系统在高温气冷堆中起到相当重要的反应性控制和调节作用。而驱动装置是吸收球停堆系统中控制吸收球下落的关键运动部件。高约5m、呈细长结构的吸收球停堆系统驱动装置通过贮球罐底座与金属堆内构件的上支承板安装面相连。吸收球停堆系统贮球罐和驱动机构均为抗震Ⅰ级设备,故驱动装置连接螺栓的抗震校核计算是非常重要的。在本文中,通过将复杂的驱动装置简化为3段变截面结构,分析结构的超静定问题,对驱动装置内贮球罐底部与顶部的螺栓进行了校核计算。计算结果表明:贮球罐底部与顶部螺栓均在抗拉强度的安全范围内,同时给出了驱动机构薄弱处的支承力。     

10MW高温气冷实验堆吸收球停堆系统的设计

介绍了吸收球停堆系统的设计原则，分析了不同参数对系统设计的影响，并对吸收球停堆系统的最大可信事故进行了分析。分析表明，本吸收球停堆系统的设计能实现在任何工况下的启动和运行，不会发生失效。     

基于中国实验快堆的居里点非能动停堆系统的工作温度范围研究

非能动停堆装置可以大大提高钠冷快堆在无保护瞬态事故下的安全性,开展相关研究是十分必要的。采用居里点磁性合金的自动作停堆装置是目前国际上研究的主流装置之一。本文基于中国实验快堆(CEFR)的基本参数对采用居里点磁性合金的自动作停堆装置(Self-Actuated Shutdown System,简称SASS)的居里点温度预设值进行了研究。利用三维CFD程序采用大涡模拟的方法对安全棒附近的出口钠温进行计算分析,得到了温度振荡的幅度和频率,从而估算出居里点磁性材料正常工作的温度范围,确定了居里点温度预设值的下限。采用系统分析程序针对CEFR的无保护失流事故和无保护超功率事故进行分析,对居里点温度预设值的上限进行了评估,综合得出了居里点温度的预设值范围。本文通过以上工作,得出了一套居里点温度预设值的确定方法,对池式钠冷快堆的非能动停堆系统设计具有一定的指导意义。     

高温气冷堆非能动舱室冷却系统排热功率计算分析

非能动舱室冷却系统(RCCS)是模块式球床高温气冷堆(HTR-PM)的重要安全设施,准确预测事故工况下其与反应堆压力容器间的传热量对于RCCS设计具有重要意义。本文依托HTR-PM热态调试阶段反应堆压力容器壁面温度分布,采用计算流体动力学(CFD)方法,开展了RCCS全比例三维辐射传热及对流换热模拟。结果显示,Realizable k-ε湍流模型与Discrete Ordinates辐射传热模型可准确预测RCCS的排热功率,数值结果与测量结果相对误差在10%左右。基于THERMIX程序计算得到的事故工况后反应堆压力容器壁面温度分布,计算分析了投入不同列数RCCS及不同冷却水温度下的排热功率,并给出了不同工况时水冷壁与混凝土温度分布计算结果。     

间接氦气透平循环高温堆紧急停堆动态仿真

通过对10 MW高温气冷堆氦气透平发电装置(HTR-10GT)的堆芯、热交换器和透平压气机组等主要设备的数学建模和程序编制,初步建立起了一套模拟该装置瞬态特性的仿真程序.通过对该装置于5s时刻堆内引入0.1$阶跃正反应性引发的紧急停堆事故的瞬态模拟,初步验证了该装置紧急停堆预案设置的安全性和合理性,证明了旁路快开阀的设...     

钠冷快堆熔断式非能动停堆系统方案设计

为保证和增强池式快堆的安全性,通过对比分析现有的非能动停堆装置,基于将某些合金在特定温度下拉伸强度发生突变的特性作为钠冷快堆非能动停堆的触发条件,提出了一种钠冷快堆熔断式非能动停堆系统的设计概念,能在发生无保护超功率事故或无保护失流事故的情况下引入负反应性。针对中国实验快堆(CEFR)的设计完成了熔断式非能动停堆系统的方案设计论证,并利用分析程序DYN4G对这一非能动停堆系统在CEFR无保护事故下的响应情况进行了模拟计算,由此得到了其组件设计的关键参数。分析结果表明,通过合理设计,在发生无保护事故时,熔断式非能动停堆系统能有效降低事故情况下的堆芯燃料组件及冷却剂的温度,进一步提高了钠冷快堆应对严重事故的能力。     

高温气冷堆备用停堆装置新型供料器分析与试验

吸收球停堆装置参与球床型高温气冷堆的堆芯反应性调节控制,实现反应堆冷停堆,供料器是数百万个6 mm吸收球从堆芯反射层被气力输送回到贮球罐的起点,吸收球在供料器中被气流悬浮、加速,需研究不同结构型式的供料器的输送性能及可靠性.利用Fluent软件对新型流化管式供料器进行了数值模拟分析,获得速度、压力分布场,同时进行了空气介质常温流动供料器试验研究.模拟计算得到供料器局部阻力系数约为5.1,试验测得供料器局部阻力系数为5.7,结果在工程应用可接受的范围内.     

10 MW高温气冷实验堆吸收球停堆系统设备热态试验

碳化硼吸收球停堆系统是10 MW高温气冷实验堆的第二停堆系统,其功能是,在控制棒失效时,吸收球落入反射层的吸收球孔道,以达到紧急停堆的目的.介绍了在堆外、空气介质、150 ℃工作温度条件下,对吸收球传动机构设备进行的热态考验、传动试验和落球试验.结果表明,吸收球停堆系统7套设备均达到了传动机构工作正常、落球时间在3 min之内、球位指示正确等设计要求.7套设备安装到10 MW高温气冷实验堆上之后,在堆上进行了氦气介质下的热态落球试验,其结果达到设计规范的要求.     

快中子反应堆非能动停堆系统中控制棒驱动杆磁性连接件的设计与有限元分析

为确保快中子反应堆的安全运行,提出了一种非能动性的智能触发停堆系统,完成了对该系统中的永久磁铁的设计,采用ANSYS软件对永久磁铁进行热分析并进行安全评估,验证了该系统的安全性和有效性.     

Leak rate calculation for LBB analysis in high temperature gas-cooled reactors

Leak rate calculation is very important for Leak Before Break (LBB) analysis. Helium is used as coolant in high temperature gas-cooled reactor (HTGR). Therefore the flows in the cracks of HTGR vessels and pipes are single phase, which are different from the two phase critical flows in the cracks of water reactors. In the present paper, simple leak rate calculation formulae for compressible laminar and turbulent flows in HTGR cracks are introduced. The velocity and pressure distributions in cracks as well as the leak rates are calculated using the formulae. Numerical simulations are also conducted for compressible laminar, turbulent and critical flows with different crack widths and depths. The results of the numerical simulation and theoretical formulae are compared with experimental data. The comparison shows that both the simple theoretical formulae and the numerical simulation can achieve good results.     

国产快堆材料与高温钠的相容性研究概况

概述了作为钠冷快堆结构材料和包壳材料的国产奥氏体不锈钢以及作为蒸汽发生器管材的铁素体低合金钢与高温钠相容性研究的主要结果和现状。     

采用虚拟场景技术的高温气冷堆仿真系统研究

仿真系统对10 MW高温气冷堆的堆芯、主回路系统和蒸汽发生器等部件进行分析计算,模拟稳态和瞬态过程。采用虚拟场景技术,按高温气冷堆的实际结构建立三维虚拟场景,用户可在虚拟场景中漫游观测,实时查看仿真计算状态;同时可对仿真数据结果进行分析并以二维、三维图形显示。该仿真系统不仅对高温气冷堆的工程设计、安全分析和人员培训有重要作用,且可以对HTR-10主控室的操作人员进行现场支持及各项研究提供帮助。