基于PCCS应用的GOTHIC程序的开发研究

论文摘要

在国家“积极推进核电建设”战略方针的大形势下,我国引进了目前世界上最先进的第三代压水堆核电技术AP1000,决定走引进、消化、吸收、再创新的道路。但是,AP1000非能动安全系统的某些重要安全功能至今还没有获得验证。对AP1000安全系统进行研究是我们消化、吸收并形成有自主知识产权的核电技术的途径。非能动安全壳冷却系统作为电站的最终热阱,是核安全系统的重要组成部分,是保证安全壳完整性的有力保障。对非能动安全壳冷却系统的研究受到了越来越高的重视。AP1000安全壳非能动冷却系统的事故响应是用WGOTHIC程序来计算分析的。WGOTHIC程序由GOTHIC程序发展而成。GOTHIC程序是一个多部件、多相的热工水力程序,经过NRC批准,可用于非能动安全壳冷却系统的计算分析。随着AP1000的引进,对WGOTHIC和GOTHIC程序的理解应用有了急切的需要。国内多所高校和研究单位已开始了对GOTHIC程序的研究。本文是在理解和熟悉GOTHIC程序的基础上,在GOTHIC平台上建立了安全壳冷却系统的仿真模型。模型中解决的仿真问题有以下几个方面：(1)失水事故时从破口排出的质量和能量向安全壳内壁的输运；(2)蒸汽在安全壳内表面的冷凝；(3)在安全壳内表面上凝结水膜的输运；(4)通过安全壳壁的热传导；(5)安全壳外表面上水膜的加热和输运；(6)环形通道内的空气自然循环；文中给出了模型的建立和调试过程,并结合安全壳冷却性能的理论分析,证明了模型的可信性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 背景
• 1.2 安全壳冷却系统的研究现状
• 1.2.1 仿真
• 1.2.2 实验研究
• 1.2.3 理论研究
• 1.3 论文主要内容
• 第2章 AP1000安全壳系统
• 2.1 安全壳系统
• 2.1.1 系统设备
• 2.1.2 系统功能
• 2.2 安全壳冷却机理
• 2.3 安全壳系统传热过程
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于GOTHIC平台的仿真模型
• 3.1 安全壳系统物理模型的建立
• 3.1.1 破口喷放和喷放流量在安全壳内部的输运
• 3.1.2 安全壳喷淋系统
• 3.1.3 安全壳外表面水膜冷却和空气循环冷却
• 3.1.4 钢制安全壳的传热与导热
• 3.2 仿真模型参数设置
• 3.2.1 控制体积（Control Volumes）
• 3.2.2 边界条件（Boundary Conditions）
• 3.2.3 流道（Flow Paths）
• 3.2.4 热力学导体（Thermal Conductors）
• 3.2.5 组件（Components）
• 3.2.6 初始条件和运行参数
• 3.2.7 方程和Trip
• 3.3 本章小结
• 第4章 仿真模型对破口事故的计算结果及分析
• 4.1 冷却剂丧失事故
• 4.2 仿真模型子系统的计算结果
• 4.2.1 空气循环和储水箱喷淋
• 4.2.2 安全壳喷淋系统
• 4.2.3 安全壳内蒸汽的自然循环和内壁上液膜的输运
• 4.2.4 钢制安全壳内的导热
• 4.3 安全壳内压力和温度的计算结果
• 4.4 GOTHIC程序评价
• 4.5 本章小结
• 结论
• 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