本文主要研究内容
作者陈志杰（2019）在《装载事故容错燃料的压水堆堆芯热工水力特性研究》一文中研究指出：2011年3月份,日本福岛第一核电站发生全厂断电事故,堆芯丧失冷却能力,堆内温度过高,致使核燃料锆合金包壳与高温蒸汽发生锆水反应产生氢气,并引发了氢爆,造成严重的放射性物质泄漏事故。事故容错燃料（Accident Tolerant Fuel,ATF）作为一种具有更强的抵抗严重事故能力的新型燃料,被认为是传统UO2/Zr-4燃料元件的可替代方案。目前事故容错燃料的设计概念是希望新型燃料与传统核燃料性能匹配甚至更优,考虑到我国在运和在建核电机组基本上采用压水堆技术,本文分别从大尺度（反应堆系统）和中尺度（堆芯子通道）上系统开展了装载事故容错燃料的压水堆堆芯热工水力特性研究,这将有利于我国乃至国际事故容错燃料的研究及开发,具有重要意义。本文以具有不同混合比例的2种ATF芯块材料（UO2+10/20/30BeO和UO2+10/20/30SiC）和3种ATF包壳材料（FeCrAl、HNLS/ML-A和SA3/PyC150-A）为研究对象,首先通过RELAP5/MOD3.4系统程序构建了装载ATF材料的CPR1000系统模型,分析了各种“ATF芯块-包壳”组合在小破口事故、小破口叠加全部安注失效事故和冷管段双端断裂的大破口事故下的热工水力特性。研究结果表明,在小破口事故和大破口事故下,各种“ATF芯块-包壳”燃料元件温度差别不大,均能控制在失效温度以下;而在小破口叠加全部安注失效事故下,3种ATF包壳均能延长失效时间,而UO2+BeO芯块材料则比传统UO2芯块更快失效。其次,通过COBRA-EN子通道程序,构建了装载ATF材料的1/8堆芯子通道模型,分析了各种“ATF芯块-包壳”组合在快速弹棒事故工况下的热工水力特性,并针对ATF包壳沸腾特性与Zr-4包壳的不同,开展了包壳沸腾特性敏感性分析以及包壳沸腾换热增强的热工影响分析。ATF包壳将小幅度降低包壳最大温度（MCT）、提高芯块最大温度（MFCT）,而ATF芯块将小幅度提高MCT、大幅度降低MFCT;包壳温度对沸腾特性的CHF最为敏感;包壳沸腾性能增强10%能显著降低MCT。最后,基于COBRA-EN程序构建了装载ATF材料的5×5棒束模型,开展了4种不同瞬态工况下的热工水力分析,经分析发现,ATF芯块和ATF包壳对MCT的影响不大,而ATF芯块能显著降低MFCT。
Abstract
2011nian 3yue fen ,ri ben fu dao di yi he dian zhan fa sheng quan an duan dian shi gu ,dui xin sang shi leng que neng li ,dui nei wen du guo gao ,zhi shi he ran liao gao ge jin bao ke yu gao wen zheng qi fa sheng gao shui fan ying chan sheng qing qi ,bing yin fa le qing bao ,zao cheng yan chong de fang she xing wu zhi xie lou shi gu 。shi gu rong cuo ran liao （Accident Tolerant Fuel,ATF）zuo wei yi chong ju you geng jiang de di kang yan chong shi gu neng li de xin xing ran liao ,bei ren wei shi chuan tong UO2/Zr-4ran liao yuan jian de ke ti dai fang an 。mu qian shi gu rong cuo ran liao de she ji gai nian shi xi wang xin xing ran liao yu chuan tong he ran liao xing neng pi pei shen zhi geng you ,kao lv dao wo guo zai yun he zai jian he dian ji zu ji ben shang cai yong ya shui dui ji shu ,ben wen fen bie cong da che du （fan ying dui ji tong ）he zhong che du （dui xin zi tong dao ）shang ji tong kai zhan le zhuang zai shi gu rong cuo ran liao de ya shui dui dui xin re gong shui li te xing yan jiu ,zhe jiang you li yu wo guo nai zhi guo ji shi gu rong cuo ran liao de yan jiu ji kai fa ,ju you chong yao yi yi 。ben wen yi ju you bu tong hun ge bi li de 2chong ATFxin kuai cai liao （UO2+10/20/30BeOhe UO2+10/20/30SiC）he 3chong ATFbao ke cai liao （FeCrAl、HNLS/ML-Ahe SA3/PyC150-A）wei yan jiu dui xiang ,shou xian tong guo RELAP5/MOD3.4ji tong cheng xu gou jian le zhuang zai ATFcai liao de CPR1000ji tong mo xing ,fen xi le ge chong “ATFxin kuai -bao ke ”zu ge zai xiao po kou shi gu 、xiao po kou die jia quan bu an zhu shi xiao shi gu he leng guan duan shuang duan duan lie de da po kou shi gu xia de re gong shui li te xing 。yan jiu jie guo biao ming ,zai xiao po kou shi gu he da po kou shi gu xia ,ge chong “ATFxin kuai -bao ke ”ran liao yuan jian wen du cha bie bu da ,jun neng kong zhi zai shi xiao wen du yi xia ;er zai xiao po kou die jia quan bu an zhu shi xiao shi gu xia ,3chong ATFbao ke jun neng yan chang shi xiao shi jian ,er UO2+BeOxin kuai cai liao ze bi chuan tong UO2xin kuai geng kuai shi xiao 。ji ci ,tong guo COBRA-ENzi tong dao cheng xu ,gou jian le zhuang zai ATFcai liao de 1/8dui xin zi tong dao mo xing ,fen xi le ge chong “ATFxin kuai -bao ke ”zu ge zai kuai su dan bang shi gu gong kuang xia de re gong shui li te xing ,bing zhen dui ATFbao ke fei teng te xing yu Zr-4bao ke de bu tong ,kai zhan le bao ke fei teng te xing min gan xing fen xi yi ji bao ke fei teng huan re zeng jiang de re gong ying xiang fen xi 。ATFbao ke jiang xiao fu du jiang di bao ke zui da wen du （MCT）、di gao xin kuai zui da wen du （MFCT）,er ATFxin kuai jiang xiao fu du di gao MCT、da fu du jiang di MFCT;bao ke wen du dui fei teng te xing de CHFzui wei min gan ;bao ke fei teng xing neng zeng jiang 10%neng xian zhe jiang di MCT。zui hou ,ji yu COBRA-ENcheng xu gou jian le zhuang zai ATFcai liao de 5×5bang shu mo xing ,kai zhan le 4chong bu tong shun tai gong kuang xia de re gong shui li fen xi ,jing fen xi fa xian ,ATFxin kuai he ATFbao ke dui MCTde ying xiang bu da ,er ATFxin kuai neng xian zhe jiang di MFCT。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自华南理工大学的陈志杰，发表于刊物华南理工大学2019-10-23论文，是一篇关于事故容错燃料论文,压水堆堆芯论文,热工水力特性论文,系统分析论文,子通道分析论文,华南理工大学2019-10-23论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自华南理工大学2019-10-23论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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