核动力装置非能动余热排出方法研究

论文摘要

核动力装置非能动安全方面的研究是确保核能的安全利用及其进一步发展的重要课题。本文介绍了世界上正在研究的新一代核动力堆的非能动系统,并以大型热工水力瞬态分析程序——RDLAP5程序为研究工具,对AP-1000的非能动余热排出系统进行了仿真计算,同时,对本文中提出的新非能动余热排出方案进行了计算。本文利用RELAP5程序对我国最新引进的第三代先进压水堆AP-1000的非能动余热排出系统进行了仿真计算,计算结果表明:在发生全厂断电事故时,AP-1000的非能动余热排出系统和非能动安全壳冷却系统可在无需操纵员采取行动的情况下,提供无限的衰变热排出能力,提高了反应堆的固有安全性。同时,本论文提出了一种新的非能动余热排出系统方案,并根据系统之间的可比性,把计算的结果与AP-1000非能动余热排出系统的计算结果进行了定性的比较,结果表明:与AP-1000非能动余热排出系统相比,新的非能动余热排出方案在一定程度上提高了反应堆的固有安全性,但同时也为反应堆非能动安全壳冷却系统增加了负担。分析计算结果表明:虽然这两种非能动余热排出方案各自有不同的优点,但是,在全厂断电事故下,两种方案都能够实现长期导出堆芯余热的功能,确保反应堆的安全。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 反应堆非能动余热排出系统研究现状
• 1.2.1 AC-600反应堆的非能动余热排出系统
• 1.2.2 JPRS反应堆的非能动余热排出系统
• 1.2.3 AP-1000的非能动余热排出系统
• 1.2.4 三回路自然循环非能动余热排出系统
• 1.3 论文选题的背景及意义
• 1.4 论文的研究内容
• 第2章 RELAP5程序介绍及使用
• 2.1 概述
• 2.2 RELAP5程序简介
• 2.2.1 RELAP5程序变量和基本场方程
• 2.2.2 RELAP5程序计算模型的基本建模单元介绍
• 2.3 RELAP5程序的使用
• 2.3.1 RELAP5程序仿真模型的建立
• 2.3.2 RELAP5程序数据输入卡的介绍和组成
• 2.3.3 RELAP5程序的调试和运行
• 2.4 本章小结
• 第3章 RELAP5程序计算模型的建立
• 3.1 概述
• 3.2 AP1000先进堆及其非能动安全系统
• 3.2.1 非能动堆芯冷却系统
• 3.2.2 非能动堆芯余热排出系统
• 3.2.3 非能动安全壳冷却系统
• 3.3 AP-1000仿真计算模型的建立
• 3.3.1 反应堆压力容器
• 3.3.2 热、冷管段和蒸汽发生器的一次侧
• 3.3.3 稳压器和非能动余热排出换热器
• 3.3.4 蒸汽发生器的二次侧
• 3.4 本章小结
• 第4章 AP-1000的非能动余热排出系统仿真计算
• 4.1 概述
• 4.2 主要假定
• 4.3 收集数据和制作数据输入卡
• 4.3.1 准备数据
• 4.3.2 反应堆压力容器及其相关设备的参数
• 4.3.3 通道后堆芯的功率变化
• 4.3.4 蒸汽发生器一次侧及相关设备的参数
• 4.3.5 稳压器及相关参数
• 4.3.6 非能动余热排出换热器及相关参数
• 4.4 调试、运行并得出结果
• 4.4.1 仅由蒸汽发生器导出堆芯余热
• 4.4.2 停堆后4000秒开启非能动余热排出换热器
• 4.4.3 分析计算结果
• 4.5 本章小结
• 第5章 非能动余热排出系统改进方案
• 5.1 概述
• 5.2 密度锁简介
• 5.2.1 密度锁在反应堆中的应用
• 5.2.2 密度锁的工作原理分析
• 5.3 非能动余热排出改进方案
• 5.4 应用RELAP5/MOD3.2程序进行仿真计算
• 5.5 对结果进行分析与对比
• 5.6 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