HTR-10初装堆芯及过渡过程物理计算分析

选取石墨球与燃料球均匀混合作为１０ＭＷ高温气冷堆（ＨＴＲ－１０）的初始装料方案，利用高温堆物理模拟程序ＶＳＯＰ及二维ＳＮ程序，分析计算了初始装料时ＨＴＲ－１０堆芯进水反应性效应、控制棒及第二停堆系统反应性当量，研究了初装堆向平衡态过渡过程中的临界性、单球最大功率、最大比燃耗等变化情况。结果表明：ＨＴＲ－１０初装堆的进水反应性效应比平衡态小；控制棒及第二停堆系统反应性当量比平衡态的大。但是，初装堆冷态下反应性控制系统当量裕量比平衡态小；过渡过程中有效增殖因数在很小范围内变化，燃料最大比燃耗不超过１００ＧＷｄ／ｔ。     

HTR-10 氦气阀门设计要求

核电站运行时,阀门是最易发生事故的设备之一。为了确保核电站的安全,必须选用安全可靠的阀门。１０ＭＷ高温气冷实验堆（ＨＴＲ－１０）中的氦气阀门有十多个品种、３００多台,主要为截止阀、调节阀、止回阀、安全阀等。这些阀门是高温气冷堆中面广量大的承压设备,它们连接着高温气冷堆中众多的系统,对于保证高温堆的正常稳定运行及安全停堆起着重要的作用。该文介绍了ＨＴＲ－１０氦气阀门的概况,氦气阀门的要求、核级氦气阀门的设计、制造、质量保证、检验和出厂试验。     

HTR-10直流蒸汽发生器动态特性的仿真研究

研究蒸汽发生器的动态特性 ,可以为控制系统的分析设计提供依据 ,提高它的运行水平。为此 ,建立了 1 0 MW高温气冷堆 (HTR- 1 0 )蒸汽发生器的动态模型 ,较全面地反映了在功率运行范围内螺旋管直流蒸汽发生器的分布性、非线性及动态特性。在此基础上进行了详尽的仿真 ,结果表明 ,该模型的静态仿真值与静态设计值及实验值相符合 ;仿真动态过程符合热工水力学及其定性机理分析结果。这些结果对于设计蒸汽发生器的控制系统具有非常重要的意义。     

HTR-10设计建造的规范化管理

从核安全性要求、技术可行性要求、经济可行性要求、积累应用开发经验等方面论述了10 MW高温气冷堆(HTR-10)设计建造实施规范化管理的必要性,阐述了在HTR-10实施规范化管理实践中采取的几种有效措施,包括制定设计管理程序;编制HTR-10设计准则;依据现行法规标准进行规范化设计;设计文件和图纸规范化管理以及依据质量保证大纲和程序进行规范化管理等,以保证工程进度和质量.核工程项目设计建造规范化管理具有普遍性,可为今后的核工程设计建造提供有益的借鉴.     

HTR-10 一回路舱室冷却系统及其特点

１０ＭＷ高温气冷实验堆（ＨＴＲ－１０）一回路舱室冷却系统是反应堆重要安全系统之一。由余热排出系统和屏蔽冷却系统两部分组成。非能动式余热排出系统以自然循环方式排出余热,排除了系统对外界动力的依赖性,余热最终经空气冷却器由空气自然对流排往大气。该文提出的非能动系统配以能动系统组成舱室冷却系统设计、采用可调遮热板控制辐射传热量,构成了ＨＴＲ－１０一回路舱室冷却系统新的设计思想和系统组成方案,并据此完成了相应的工程设计。该方案不仅简化了系统、降低了造价、缩短了工期,而且使系统的可靠性得以提高。     

HTR-10平衡态运行方式研究

为了使１０ＭＷ高温气冷实验堆（ＨＴＲ－１０）运行在安全、经济的状态下，研究了５次通过、８次通过和１０次通过三种运行方式下平衡态ＨＴＲ－１０堆芯的特性，利用高温气冷堆物理设计程序 ＶＳＯＰ对所选方案进行分析计算。结论表明：在最大燃耗不超过１０１ ＧＷｄ／ｔ的条件下，增大燃料球通过堆芯的次数并缩短每次通过堆芯所需的时间，将会使乏燃料平均燃耗提高，使ＨＴＲ－１０的燃料得到更有效的利用。     

用频域控制理论分析HTR-10蒸汽发生器流动不稳定性

１０ ＭＷ高温气冷实验堆（ＨＴＲ－１０）蒸汽发生器是管内直流蒸汽发生器，且工作压力为 ４． ０ ＭＰａ，流动不稳定性必须给予重视。本文应用频域控制理论研究 ＨＴＲ－１０蒸汽发生器两相流密度波不稳定性，对蒸汽发生器的传热和流动建立了数学模型，利用线性微扰原理和Ｌａｐｌａｃｅ变换推导出闭环系统的特征方程，应用频域控制理论中的Ｎｙｑｕｉｓｔ稳定性定理判断系统的稳定性，在此基础上编制了ＡＤＩＳ程序，并应用此程序分析ＨＴＲ－１０蒸汽发生器的稳定性。结果表明，ＨＴＲ－１０蒸汽发生器在设计负荷下是渐近稳定的。     

HTR-10GT旁路阀调节中的回热器芯部响应特性

为准确计算高温气冷堆(HTGR)氦气透平循环装置HTR-10GT的回热器芯部在旁路阀调节时的响应特性,提出了适用于回热器的、基于双曲型守恒律方程和Warming-beam线性化方法的分布式求解方法。该方法考虑了工质热物性随温度的连续变化。对其他换热部件、叶轮机械及空腔的特性进行了简化建模,得出了旁路阀调节时回热器进口流量和温度的变化,在此基础上比较和分析了旁路阀在不同位置时回热器芯部所受的温度冲击。计算结果表明:把高压压气机出口到回热器高温侧入口和出口的旁路阀同时打开、在保持调节效果不变的前提下,回热器芯部受到的温度冲击得以减轻。     

核电厂大破口事故建模与初始参数不确定性分析

以AP1000核电厂为原型,利用系统程序RELAP5建模模拟AP1000大破口失水事故,并与西屋公司大破口失水事故分析结果进行比较,另采用数学分析与灵敏度分析方法对电厂初始参数进行不确定性量化分析.比较结果显示:RELAP5和西屋公司的LBLOCA(large-break loss of coolant accident)计算结果有较好的一致性,而由数学分析和灵敏度分析处理电厂重要状态参数不确定性后,相对于保守的电厂参数包络LOCA(loss of coolant accident)分析,能额外提供30～50K的热工裕量.     

HTR-10螺旋管直流蒸汽发生器实时动态模型

为满足 10 MW高温气冷反应堆 ( HTR-10 )半实物仿真系统实时仿真的需要 ,在已有 HTR-10螺旋管式直流蒸汽发生器复杂的具有分布参数和非线性动态数学模型的基础上 ,通过采用“预估分区变间距”与“动态网格划分”方法 ,对模型进行了实时求解。典型工况下的动态仿真研究分析表明 :模型实时求解的结果与原有模型相比较 ,动态结构相同 ,仅参数略有变化 ,动静态结果的精度能够满足要求 ,从而证明了对模型所进行的实时求解是正确和有效的     

松散耦合多机系统在 HTR-10 仪控系统中的应用

从并行处理的角度描述了属于粗粒度或中粒度的二种并行结构，将其应用于先进的１０ＭＷ高温气冷堆核电站Ｉ＆Ｃ仪表控制系统中。所谓粗粒度并行结构是指分布于全厂、基于全局数据库概念的令牌总线型ＡＲＣＮＥＴ高速数据干线计算机网络系统。中粒度并行结构是指上述计算机网络的某些节点是基于局部存储共享的多处理机系统。它们均是松散耦合多处理机系统，文中介绍了二种结构在反应堆Ｉ＆Ｃ系统和保护系统中的应用。     

10 MW高温气冷堆乏燃料元件的贮存及其安全分析

10MW高温气冷堆(HTR-10)在设计寿命内共卸出约9万个乏燃料元件,其放射性裂变产物的活度高达1.0×1016Bq,必须妥善处置.HTR-10乏燃料元件卸在密封和屏蔽的容器中,每个容器可以接受2000个乏燃料元件,这些容器固定在反应堆建筑物的最底层的混凝土井内,在贮存库内休取通风冷却.文中对放射性核素释放,临界安全和辐射屏蔽等方面进行了分析,说明上述贮存方案是安全的.     

高速旋转联轴器的强度分析

高温气冷堆氦气透平直接发电项目中的能量转换单元内使用了联轴器,用来联接氦气透平和齿轮箱。本文在三维设计软件CATIA内建立了联轴器的装配模型,在ABAQUS for CATIA内对联轴器的应力进行了分析计算。计算结果表明,由旋转离心力所引起的最大Von Mises应力为303MPa,由螺栓预紧力引起的最大Von Mises应力为167MPa,由联轴器传递的扭矩引起的应力为1MPa量级,前两个应力最大值发生位置都在最大外径处的螺栓开孔位置,最大应力叠加后为470MPa。由此得出结论,制作联轴器的材料必须是在470MPa的应力水平下不失效的高强度材料。     

基于STAMP模型的浮动核电站小破口事故安全分析

为防止浮动核电站小破口事故发展成严重事故,保证浮动核电站上的堆芯和人员安全,基于STAMP模型针对浮动核电站构建小破口事故控制结构模型,从安全控制角度对浮动核电站小破口事故进行安全分析。通过构建小破口事故STAMP控制与反馈模型,识别小破口事故的安全风险,找出潜在的不安全控制行为,总结分析发生小破口事故可能存在的失效原因,为系统有效改进提供参考意见。     

基于J2EE的10MW高温气冷实验堆管理信息系统

为实现10MW高温气冷实验堆(10MW high temperature gas-cooled reactor,HTR-10)的信息化管理,开发出HTR-10管理信息系统。通过HTR-10管理数据流的分析,应用Java2平台(J2EE)的多层分布式,建立以Web层为中心的网络架构,使用组件技术为二次开发,搭建平台。通过分析操作卡与运行规程的关联,建立数学模型,设计出操作卡自动生成逻辑。结果表明,该系统比基于传统客户机/服务器两层架构的管理信息系统更适合HTR-10,具有良好的伸缩性和扩展性,能够提高管理效率。     

基于J2EE的10 MW高温气冷实验堆管理信息系统

为实现10MW高温气冷实验堆(10MW high temperature gas-cooled reactor,HTR-10)的信息化管理,开发出HTR-10管理信息系统。通过HTR-10管理数据流的分析,应用Java2平台(J2EE)的多层分布式,建立以Web层为中心的网络架构,使用组件技术搭建二次开发平台。通过分析操作卡与运行规程的关联,建立数学模型,设计出操作卡自动生成逻辑。结果表明,该系统比基于传统客户机/服务器两层架构的管理信息系统更适合HTR-10,具有良好的伸缩性和扩展性,能够提高管理效率。     

模块式高温气冷堆中Pu燃烧的物理特性

由于模块式高温气冷堆 (MHTGR)是燃烧 Pu的一种选择 ;Th燃料循环可以限制 Pu的产生和减少高放废物 ,因此研究了在 Th 燃料循环模块式高温气冷堆(PBMHTGR)中燃烧 Pu的物理特性。PBMHTGR初装燃料元件中 Pu的同位素的含量与现行的生产能量堆模块式高温气冷堆 (EPMHTGR)相同 ,考虑反应性的要求 ,加入了2 3 3 U。利用 VSOP程序分析这两个堆的物理特性。结果表明 ,PBMHTGR能够燃烧掉同等功率 6个以上 EPMHTGR产生的 Pu。这表明 ,在 Th燃料循环 MHTGR中 ,燃烧钚是可行的     

高温气冷堆热工水力计算数据管理系统的分析和设计

以现有高温气冷堆热工系统分析软件THERMIX为基础,针对反应堆工程设计人员和安全分析人员对THERMIX程序的应用要求,提出了基于c/s结构的高温气冷堆热工水力计算数据管理系统(THERMIXCalculatingDataManagementSystem,TCDMS)的设计方案,从功能模块划分、系统的总体设计、数据库设计等方面进行论述,并对其中的关键技术进行了分析和研究,为系统的开发和实施提供切实可行的理论依据和技术指导,以实现系统对THERMIX计算数据的科学化、工程化管理,从而提高反应堆热工设计和安全分析工作的效率。     

HTR-PM非能动余热排出系统运行特性分析

 非能动余热排出系统是球床模块式高温气冷堆(HTR-PM)的重要安全系统。由于非能动余热排出系统与堆芯主回路之间通过辐射换热耦合在一起,为了分析事故工况下非能动余热排出系统的运行特性,提出了用区域重叠分解方法实现非能动余热排出系统与主回路系统的耦合计算。基于此方法开发了耦合计算分析工具TINTE-RHRS,建立了多回路系统模型。应用TINTE-RHRS程序模拟了失冷不失压事故下HTR-PM余热排出系统的热工水力特性,计算结果验证了堆芯主回路与余热排出系统耦合计算的必要性,分析了事故工况下投入运行列数和环境温度等对系统运行特性的影响。