一体化压水堆稳态运行特性研究

论文摘要

围绕着核能的安全和经济利用,世界核能动力正沿着改进和革新两方面发展,改进式发展就是将成熟的技术理念纳入到已有的核电站或核动力装置,革新则是根据内在的、自然的固有安全性特点重新设计出“自保护”型反应堆。一体化压水堆属这种革新型反应堆,由于具有较高的安全性、技术可行性和经济性,因而成为目前世界各国中小型核动力的研发热点。本课题以一体化压水堆为研究对象,对其稳态功率运行特性进行了详细的研究。本文根据一体化压水堆的结构特点,采用SCDAP/RELAP5/MOD3.4程序建立了堆芯、套管式直流蒸汽发生器、稳压器、结构材料等物理计算模型。分别采用保守计算方法和最佳估算方法对中国固有安全自然循环一体化压水堆的主冷却剂系统的稳态运行特性进行了详细的计算,结果表明:在系统结构布置确定的情况下,堆芯功率越高,自然循环稳态流量越大,流动稳定性相对较好;当系统运行状态处于中高功率水平(功率大于30%FP)时,保守计算和最佳估算结果比较接近,主要参数相对误差均在±5%以内;但在低功率水平下(功率低于30%FP),两者存在较大偏差,采用最佳估算方法得出的结果表现出波动特点,即存在着流量振荡和热功率局部波动现象;与此同时,本文分析了套管的传热特点,通过机理性分析表明,RELAP5/MOD3.4程序可以用于套管式直流蒸汽发生器的传热计算,但需要通过实验确定出适合套管的流动阻力损失系数和传热公式;采用保守方法研究了变功率稳态运行特性,得到了变功率稳态运行参数变化趋势和参数,初步确定出了套管式直流蒸汽发生器二回路流体温度包络线。本文的结论和方法论可为进一步研究提供参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 一体化压水堆运行安全分析研究现状
• 1.3 本论文主要工作
• 第2章 数学物理模型
• 2.1 概述
• 2.2 RELAP5程序的结构
• 2.2.1 输入过程
• 2.2.2 瞬态过程
• 2.3 数学物理模型
• 2.3.1 水力学模型
• 2.3.2 热构件模型
• 2.3.3 Trip模型
• 2.3.4 控制系统模型
• 2.3.5 点堆动力学模型
• 2.4 RELAP5基本建模单元
• 2.5 程序的使用
• 2.6 本章小结
• 第3章 系统节点划分
• 3.1 一体化压水堆的结构特点
• 3.2 一体化压水堆模块化建模
• 3.2.1 一体化压水堆堆芯节点
• 3.2.2 直流蒸汽发生器节点建模
• 3.2.3 其它部件建模
• 3.3 本文研究对象系统节点划分
• 3.4 本章小结
• 第4章 计算结果及分析
• 4.1 研究对象介绍
• 4.2 满功率稳态计算结果及分析
• 4.2.1 主要热工参数比较
• 4.2.2 套管式直流蒸汽发生器稳态计算结果
• 4.3 其它稳态功率计算结果比较
• 4.4 变功率稳态运行特性分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 下一步展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录1 主要设计参数
• 附录2 主要几何结构参数计算表
• 附录3 其它稳态工况计算值（1）
• 附录4 其它稳态工况计算值（2）
• 附录5 其它稳态工况计算值（3）