模块式高温气冷堆采用预应力混凝土压力容器的可行性研究

针对模块式高温气冷堆(MHTR)钢制压力容器存在着制造难度大、运输困难和成本高等缺点．开展了对MHTR采用预应力混凝土压力容器(PCPV)的可行性研究本文简要介绍了PCPV的发展现状与技术特点,分析研究了MHTR采用PCPV作为一回路压力边界部件的技术难点及可行性,给出了．MHTR采用PCPV的初步设计方案。对该方案的分析结果表明．将PCPV应用于MHTR在技术上是可行的．不仅能够解决多腔室PCPV的力学问题以及反应堆余热释放等关键技术问题,而且能使MHTR具有更好的安全性和经济性。     

模块式高温气冷堆非能动余热排出系统分析与研究

非能动的余热排出系统是高温气冷堆固有安全性的重要体现之一。本文介绍了模块式高温气冷堆余热排出系统热工水力计算方法,并给出了不同工况、不同环境温度下余热排出系统的运行参数,为余热排出系统的设计和运行提供了参考。对事故工况下舱室混凝土温度分布进行了数值分析,结果表明混凝土最高温度低于安全限值。     

球床模块式高温气冷堆失冷事故特性研究

利用高温气冷堆专用系统分析软件THERMIX程序,对球床模块式高温气冷堆(HTR-PM)失冷失压和失冷不失压事故的动态特性进行了研究,分析了堆芯功率、燃料最高温度及堆舱水冷壁余热载出功率等关键参数的变化过程,并对影响余热排出功率和燃料最高温度的不确定性进行了评价.研究结果表明,在失冷事故下,堆芯余热可通过热传导、辐射和自然对流等非能动方式传至最终热阱大气,燃料元件和压力容器等重要部件的最高温度均在设计限值内.这为HTR-PM保持模块式高温气冷堆固有安全性不变的同时实现单堆250 MW的功率方案奠定了基础,也为后续高温气冷堆电站示范工程进一步的深入设计研究提供了依据.     

基于CFD的棱柱型模块式高温气冷堆典型事故研究

为验证和评估棱柱型模块式高温气冷堆设计的固有安全性,需针对代表性事故工况开展计算分析。目前针对棱柱型堆芯的模块式高温气冷堆尚缺少专用的事故分析程序。本研究基于通用CFD程序COMSOL针对堆芯活性区域和压力容器建立三维模型,包括燃料和冷却剂通道、石墨慢化剂、侧反射层以及压力容器;非能动余热排出系统采用对流边界条件简化模拟。采用C++编写点堆模块求解中子动力学,并通过动态链接库(DLL)与COMSOL实现耦合。首先计算了正常运行工况下的稳定状态;然后以该结果作为初始条件,选取3个典型事故瞬态工况开展了数值模拟,包括未失压丧失强迫流动冷却(PLOFC)事故、未失压丧失强迫流动冷却且未能停堆(PLOFC+ATWS)事故以及反应性引入且未能停堆(RIA+ATWS)事故;最后针对压力容器壁与非能动余热排出系统的辐射发射率开展了敏感性分析。计算结果表明：在本文分析的事故条件下,燃料最高温度均低于安全限值(1 620℃)且具有较大的裕量,因此均能保证堆芯燃料结构的完整性。对于PLOFC事故,提高非能动余热排出系统的换热能力能显著缓解事故后果,但对于ATWS类事故影响趋势则正好相反,需进一步开展综合分...     

HTR-10余热排出系统的建模计算及试验验证

高温气冷堆的余热排出系统为非能动式系统,是一回路舱室冷却系统的组成部分之一。本文建立了10 MW高温气冷实验堆（HTR-10）余热排出系统在反应堆舱室内结构的三维模型,模拟HTR-10运行过程中余热排出系统的工作状况。在HTR-10上进行余热排出系统试验,获得了HTR-10在最高热功率为3 MW条件下余热排出系统的相关数据。将试验数据与模拟结果进行比对,结果表明：模拟结果与试验数据存在偏差。通过分析,提出从模型设计、工况适应性两方面对模型进行优化。     

模块式高温气冷堆的固有安全特性

通过对高温气冷堆安全特性的研究,简要分析了高温气冷堆阻止放射性释放的多重屏障、反应性瞬变的固有安全性、非能动的余热排出系统及其他安全特性,从而表明高温气冷堆具有固有安全性的特点。     

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。     

一体化先进堆全厂断电事故下非能动余热排出系统能力分析

中国核动力研究设计院（NPIC）设计的中国一体化先进堆（CIP）余热排出系统是非能动系统。采用RELAP5／MOD程序分析计算该堆全厂断电事故后堆芯核功率、堆芯平均温度、一回路和二回路压力,以及非能动余热排出系统功率随时间的变化,论证了非能动余热排出系统对事故的缓解能力。分析结果表明,CIP在发生全厂断电事故后,完全能够依靠非能动余热排出系统导出堆芯余热,保证反应堆的安全。     

海水淡化堆非能动余热排出特性模拟实验研究

在规模因子为1/45的海水淡化堆综合模拟实验装置上,开展海水淡化堆非能动余热排出特性模拟实验研究。验证海水淡化堆非能动安全系统能够保证在诸如全场断电等事故导致紧急停堆后堆芯余热的有效导出,分析系统参数对非能动余热排出特性的影响规律。利用RELAP5/MOD3.2程序对非能动余热排出实验进行模拟分析,结果表明RELAP5/MOD3.2程序能够较好模拟海水淡化堆非能动安全系统的非能动余热导出过程,计算结果与实验结果符合较好。     

先进堆非能动余热排出系统应对全厂断电事故的能力分析

采用RELAP5/MOD程序对先进堆全厂断电事故进行分析计算,论证非能动余热排出系统对事故的缓解能力.分析表明,先进堆在发生全厂断电事故后,完全能够依靠非能动余热排出系统导出堆芯余热,保证反应堆的安全;先进堆非能动余热排出系统的设计总体上是成功的.     

压力管式反应堆非能动余热排出系统方案研究

本文针对压力管式钍基先进核能系统(TANES)提出了一种非能动余热排出(PRHR)系统方案。该方案利用两个回路的自然循环，将事故工况下的堆芯余热排出到最终热阱。利用RETRAN02程序，以全厂断电事故为设计基准事故，对TANES非能动余热排出系统的余热排出能力进行了计算。计算表明，TANES的PRHR系统能够将余热导向最终热阱并且保持冷却剂回路和慢化剂回路的压力低于设计限值。另外对诸如设备间高度差等因素进行了敏感性分析。     

一种反应堆非能动余热排出系统的方案设计

提出了一种反应堆非能动余热排出系统的方案设计。该系统利用 3个回路的自然循环 ,把事故工况下的堆芯余热排出到最终热阱。利用RETRAN0 2程序分析了这种非能动余热排出方案的可行性 ,并结合陆奥堆的参数 ,对该非能动余热排出系统方案在 1 0 0 %额定工况下的余热排出能力进行了数值模拟计算 ,还分析了影响余热排出能力的几个关键因素     

小破口失水事故非能动系统瞬态特性研究

为了解先进压水堆小破口失水事故下非能动安全壳冷却系统、非能动堆芯冷却系统、非能动余热排出系统的瞬态响应特性,需开展小破口失水事故下反应堆冷却剂系统和安全壳的耦合响应特性研究。分析结果表明,小破口失水事故下,耦合分析中非能动余热排出系统、非能动堆芯冷却系统、自动卸压系统和非能动安全壳冷却系统的特性与独立计算有较大差异,小破口失水事故下耦合分析得到的安全壳压力峰值小于独立计算。      

Application of grey model on analyzing the passive natural circulation residual heat removal system of HTR-10

Using the grey correlation analysis, it can be concluded that the reactor pressure vessel wall temperature has the strongest effect on the passive residual heat removal system in HTR （High Temperature gas-cooled Reactor）, the chimney height takes the second place, and the influence of inlet air temperature of the chimney is the least. This conclusion is the same as that analyzed by the traditional method. According to the grey model theory, the GM（1,1） and GM（1, 3） model are built based on the inlet air temperature of chinmey, pressure vessel temperature and the chimney height. Then the effect of three factors on the heat removal power is studied in this paper. The model plays an import,ant role on data prediction, and is a new method for studying the heat removal power. The method can provide a new theoretical analysis to the passive residual heat removal system of HTR.     

Passive cooldown performance of a 65 MW integral reactor

Advanced integral-type pressurized water reactor with a maximum thermal power of 65 MW is under development at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI). This 65 MW integral reactor incorporates a number of innovative design features. In the case of a transient, the passive residual heat removal system (PRHRS) is designed to cool the reactor coolant system (RCS) from a normal operation condition to a hot shutdown condition by a natural circulation, and the shutdown cooling system (SCS) is designed to cool the primary system from a hot shutdown condition to a refueling condition by a forced circulation. A realistic calculation has been carried out by using the TASS/SMR code and a sensitivity analysis has been performed to evaluate a passive cooldown capability for various system conditions such as natural and forced circulation conditions for the reactor coolant system or the passive residual heat removal system, and number of active PRHRS trains. The reactor coolant system and the passive residual heat removal system adequately remove the core decay heat by a natural circulation and the 65 MW integral reactor can cool the coolant to the SCS entry condition in the primary system for all the possible operational conditions.     

模块式小堆全厂断电事故应对策略研究

研究了ACP100模块式小堆的全厂断电（SBO）事故应对策略,分析了非能动余热排出系统、非能动堆芯冷却系统对于SBO事故的缓解作用。研究结果表明,ACP100具有多种不依赖于可靠电源应对SBO事故的策略,ACP100采用非能动余热排出系统或非能动堆芯冷却系统均可以保障SBO事故下的堆芯余热长期导出,长期维持反应堆的可冷却性。      

非能动余热排出系统安全分析程序SAC-PREARS 的功能与应用

SAC-PREARS 是一个用于分析非能动RHRS稳态和瞬态安全特性的专用程序.通过实验验证的用于AC-600 非能动 RHRS安全分析的MISAP 程序,对SAC-PREARS程序进行了稳态计算验证.并应用SAC-PREARS程序对200 MW 核供热堆非能动RHRS稳态和瞬态热工水力特性进行了分析,得出了具有工程意义的结论.     

Analysis of BDBA in RBMK-1500 reactor with long-term loss of heat removal from the core

The Ignalina nuclear power plant (NPP) is a twin-unit with two RBMK-1500, graphite moderated, boiling water, multichannel reactors. The accident management guidelines for beyond design basis accidents (BDBAs) are in a stage of preparation at Ignalina NPP. The most challenging event from BDBAs is the unavailability of water sources for heat removal from fuel channels (FCs). Due to specific design of RBMK, there are a few possibilities for heat removal from reactor core by non-regular means: depressurisation of reactor cooling system (RCS) (if pressure in cooling circuit is high) and supply of water into cooling system from low pressure water sources, removal of heat from graphite stack by reactor gas circuit, removal of heat from reactor core using cooling circuit of control and protection system channels, etc. The possibility to remove the heat using cooling circuit of control and protection system channels looks very attractive, because the channels with control rods are cooled with water supplied by the system totally independent from the reactor cooling system. The heat from fuel channels, where heat is generated, through graphite columns is transferred in radial direction to cooled channels with control rods. Therefore, the heat removal from RBMK-1500 reactor core using control rods cooling circuit can be used as non-regular mean for reactor cool-down in case of BDBAs with loss of long-term heat removal from the core.