基于浮动式核电站的严重事故源项分析评估技术体系研究

目前针对陆地核电站严重事故开展的源项分析不完全适用于浮动式核电站。以浮动核电站严重事故为研究领域,基于对国内外核电站、研究堆、船用堆源项分析方法和后果评价方法的相关研究,根据浮动核电站的特点,确定了严重事故源项分析计算软件和计算方法,构建出源项分析技术路线图,从而建立了基于浮动核电站严重事故的“MELCOR耦合FLUENT-MACCS”源项评估技术体系。为浮动式核电站的安全运行、安全审评及环境评价提供放射性源项方面的数据支持,为核应急决策提供进一步的理论基础。     

先进安注箱热工水力特性研究

为了研究先进安注箱的热工水力特性,建立了其数学模型,包括基本守恒方程、传热模型、传质模型和阻尼器模型。开发了先进安注箱计算模块,并将其嵌入到RELAP5/MOD3.3程序中。通过与CFD模拟结果的比较分析,验证了文中模型和求解方法的合理性。针对某先进安注箱,研究了其热工水力特性,并开展了参数敏感性分析,结果表明:各参数的变化趋势合理,先进安注箱能实现从大流量到小流量段的过渡;小流量阶段的出口质量流量随阻尼器直径的增大而减小;整个阶段的出口质量流量随大流量水体积与氮气体积比的增大而减小;当立管形阻系数在一定的变化范围内时,大流量阶段的出口质量流量随立管形阻系数的减小而增大。该研究将为我国先进安注箱的设计和实验研究提供理论依据。     

反转压水反应堆热工水力特性初步研究

采用CFD软件FLUENT对反转压水反应堆(IPWR:Inverted Pressurized WaterReactor)单个燃料元件及冷却剂通道流场进行了数值模拟计算,分析比较了不同栅格尺寸情况下的热工水力特性.计算结果表明,栅格尺寸对IPWR燃料元件温度及冷却剂流动传热特性有较大影响,为今后IPWR燃料栅元、组件、堆芯设计和热工水力分析提供了初步参考和依据.     

摇摆条件对反应堆系统热工水力特性的影响

船用核动力装置在海洋环境中受到风浪等影响会发生运动。摇摆条件对一回路系统热工水力特性影响比较复杂。为了研究摇摆条件影响,本研究开发了海洋条件系统热工水力分析程序STAC,并利用实验对程序海洋附加力模型进行验证。利用系统程序STAC对摇摆条件下反应堆系统热工水力特性进行模拟研究,结果表明：摇摆条件下强迫循环工况的参数变化比自然循环工况的参数变化小;与纵摇相比,横摇运动影响较大;摇摆条件下系统热工参数存在波动幅值最小的周期点。     

AP1000严重事故下的氢气源项及消氢措施分析

 采用一体化严重事故分析工具,建立包括主热传输系统、专设安全设施、安全壳系统的AP1000的事故分析模型。根据AP1000概率安全评价选取典型事故序列,同时叠加相关安全系统失效的严重事故进程进行模拟,结果表明,中破口始发严重事故压力容器内会产生624kg的氢气,安全壳隔间有氢气燃烧的风险。同时,建立氢气控制系统模型,选取热段中破口始发(MB-LOCA)的严重事故序列,分析氢气控制系统的消氢效果,结果表明,氢气控制系统可以有效地将氢气浓度控制在安全限值以内,采用64个点火器叠加2个非能动氢气复合器(PARs)可以有效降低点火次数。     

铅基反应堆主换热器结构优化及热工水力分析

主换热器是铅基反应堆的关键热传输部件,直接影响反应堆的经济性与安全性.以液态铅铋冷却自然循环反应堆的管壳式主换热器为研究对象,从换热管长度L、外径do、壁厚c、管间距P这4方面对换热器进行热工水力分析研究,并采用JF因子对换热器的综合性能进行评价,在此基础上,采用贡献比CR及平均信噪比SN评价因子得到最优的结构参数组合A1B2C1D2.研究表明,管长L对换热器性能影响最大,而管间距P对换热器性能的影响几乎可以忽略.     

基于遗传算法的未知环境大气释放源项重建

为有效应对危险气体的未知释放事件,选择利用遗传优化技术良好的鲁棒性,结合蒙特拉罗粒子扩散模式、逆向粒子轨迹模式等技术手段,建立了基于环境监测数据与气象数据的源项估算模式。同时,以野外示踪试验数据为基础,为有效屏蔽模拟中涉及的其它不确定因素,开展了在设定条件下的数值试验,对源项估算方案可行性、模式结果有效性进行了分析。结果表明:模式选择遗传算法为主要优化手段,结合扩散/轨迹模拟技术,通过适宜的评判因子搜寻源项参量的技术方案是合理可行的;模式估算结果合理有效,已建立的数十千米尺度区域源项估算模式具备了基于环境监测数据、对未知源项基本参数的估算能力。最后,本文讨论了对全部有效监测数据应用的必要性,提出了模式未来需要改进的技术方向。     

包壳相关行为对严重事故进程的影响分析

严重事故工况下,锆合金包壳与水剧烈反应,产生氢气并释放大量热量,会导致堆芯熔化。熔化的锆合金包壳发生共晶反应,二氧化铀与二氧化锆在低于其熔点时发生熔化,将对堆芯熔毁事故进程产生显著影响。本文使用一体化严重事故分析程序,研究百万千万级压水堆核电站发生全场断电叠加破口事故下,包壳行为对严重事故进程的影响。分析结果表明,锆水反应精细化计算模型修改后,全场断电叠加大破口事故下堆芯产氢量减少24.1 Kg;共晶反应能够加速熔融物向下封头迁移同时延长堆芯失效时间。     

“华龙一号”安全壳热工水力现象综合性能实验数值计算研究

为了更好地研究事故条件下非能动安全壳热量导出系统作用下安全壳内的热工水力行为,中国核电工程有限公司搭建安全壳综合性能实验装置（PlAtform for iNteGral TH behaviour of containment, PANGU）并开展了3种事故序列大破口事故（堆芯未熔）、大破口事故（堆芯熔化）和全厂断电事故下的实验研究。采用GOTHIC程序建立安全壳综合性能实验装置数值计算模型,并针对已开展的3个实验进行数值计算研究,得出结论如下：对于3个事故序列,程序计算的穹顶区域水蒸气浓度与实验值趋势上保持一致,特别是长期阶段水蒸气浓度实验值与计算值符合良好;计算模型所计算的安全壳内温度压力无论是峰值还是长期值均与实验值保持在较小的误差范围内;简化后的PCS模型计算的PCS功率略低于实验测量的PCS功率,72 h内计算的PCS总排热量与实验测量值相当。本文研究结果可为“华龙一号”PCS系统计算分析提供理论支持。     

核蒸汽发生器传热段二次侧热工水力分析

ＣＯＢＲＡ－ＴＦ是一个采用多维两流体模型的反应堆热工水力分析程序．结合我国某核电站现役的蒸汽发生器，对ＣＯＢＲＡ－ＴＦ从反应堆堆芯到蒸汽发生器的移植问题进行了初步的尝试，并将计算结果与该电厂的计算结果进行了分析比较．     

核事故源项反演技术及其研究现状

在核事故情况下对源项特性的了解,在很大程度上影响着辐射后果的评价以及应急措施的采取。介绍了目前国内外反演核事故源项所使用的各种方法及其理论背景,其中着重介绍了国际当前流行的Kalman滤波方法及对这些方法的有关研究成果和应用;论述了反演技术今后可能的发展方向。     

水力压裂效果影响因素的多元线性回归分析

随着油田进入高含水开发后期阶段,油水分布更加复杂,改造对象的地质条件逐渐变差,重复压裂井选井选层难度加大,压裂挖潜的难度日益增大。为了进一步提高重复压裂的效果,必须对影响水力压裂效果的因素进行综合分析,从而为重复压裂选井选层提供依据。影响水力压裂效果的因素不仅有地质因素,还有工程因素;对于注水开发油田,还与注采关系有关。论文应用多元线性回归分析方法,对大庆油田萨2层的地质参数和工程参数建立了多元线性关系;通过对C63-7井萨2层和B1-72-24井萨3层敏感性分析,研究了各参数的影响程度,并对其进行排序,得到了对水力压裂效果影响较大的具体参数。     

利用AERMOD模型分析高斯模式下面源参数对大气环境影响评价预测的影响规律

利用AERMOD模型分析有风条件下面源高斯模式的参数敏感性,计算结果表明面源的平均高度最敏感。其余参数的敏感性规律如下,面源平均高度（Hs-）〉面源源强（Qs）〉面源边长（Ls）或半径（R）。因此在环境影响评价收集资料的过程中要注意,收集资料时要注意,面源平均高度和源强的准确化。另外,对面源参数的敏感性进行了讨论,从而对大气环境影响预测评价中有重点的收集资料起到了一定的指导作用,进而精化了大气环境影响评价部分。     

对基于变动量项前馈神经网络盲源分离算法的研究

介绍了盲源分离及基于神经网络盲源分离算法的原理,阐述了基于变动量项前馈神经网络盲源分离算法,并进行了计算机仿真实验。     

转速对贯流泵装置流道水力参数影响的数值分析

为了研究贯流泵装置进出水流道水力性能受转速的影响规律,以贯流泵装置为研究对象进行全流道的数值计算,通过将能量性能数值预测结果与物理模型试验结果对比,验证了数值模拟结果的有效性。在考虑水泵与进出水流道内流相互影响条件下定量分析转速对进出水流道水力性能参数的影响规律。结果表明:(a)不同转速时进水流道水力损失比与流量系数的关系曲线变化趋势基本相同。相同转速时,随着流量系数的增大,进水流道水力效率逐渐减小,流道出口环量先减小、后增大;相同流量系数时,进水流道出口面的平均环量随转速的增加而增加。(b)不同转速时,随着流量系数的增大,出水流道进口入流涡角相对值先减小、后增大。在相同流量系数时,随着转速的增加,出水流道的静圧比逐渐增加,出水流道进口面的偏流角分布基本相同。     

SESAME源项分析程序的应用与研究

详细分析了一套用于分析压水堆核电厂事故情况下源项释放的软件系统——SESAME系统,并针对秦山二期对SESAME系统中调用的函数、经验公式和固定常数进行了改编,希望建立适应于我国秦山二期的源项实时分析系统。     

橡胶粉对砂浆热工性能影响的试验研究

本文采用废弃汽车窗用三元乙丙橡胶密封条加工的橡胶粉具有一定的保温性能,将该橡胶粉应用于砂浆研究橡胶粉砂浆的保温性能系新课题,本文通过测试不同表现密度的砂浆的导热系数研究橡胶粉应用于砂浆对其热工性能的影响。试验结果表明：无论是水泥砂浆还是混合砂浆,橡胶粉的掺入都能够明显降低其干表格密度和导热系数,赋予其较好的保温性能。通过回归分析得出了橡胶水泥砂浆和橡胶混合砂浆的干表现密度与其导热系数的关系式分别为：y=0.0385e^0.0015x（R^2=0.9957）和y=0.112e^0.0008x（R^2=0.9903）,有很好的相关性。     

气垫式水下岩塞爆破过渡过程水力特性研究

基于一维瞬变流理论及气体热力学特性,提出了气垫式水下岩塞爆破的水力过渡过程数值仿真模型,分析了岩塞爆破后在巨大气团及冲击力下的爆破过渡过程水力特性及爆破参数影响规律.结果 表明:水库水位、水库-拦污栅井水位差及集渣坑初始水位为气垫式水下岩塞爆破关键参数,均决定了集渣坑内气室的压缩状态及初始压力,且库井水位差越小,水库水...     

地应力及射孔参数对水力压裂影响的研究进展

介绍了国内外近年来地应力及射孔参数对水力压裂影响方面的理论和实验研究进展,主要包括任意方位和井斜角下井眼壁面地应力分布、地应力与裂缝走向的关系、射孔方位及间距对裂缝起裂及发展的影响、其他参数(压裂液粘度、排量等)对压裂效果的影响等研究成果,指出了目前研究中存在的不足,并对未来研究方向进行了分析与展望。