200 MW核供热堆非线性模型的动态分析

为了对已建立的２００ＭＷ核供热堆的非线性模型寻求简化的依据，对该模型进行了动态分析。讨论了在反应性扰动和二回路流量扰动下，堆功率和上气室水温的动态过程。通过比较模型的动态特性曲线，得出结论：一组缓发中子模型满足控制模型所要求的精度；在整个自动功率运行范围内，不能忽略自然循环流量变化对堆芯内燃料与冷却剂之间的传热系数的影响，但可忽略它对主换热器一次侧换热系数的影响、主换热器管内水的热惯性以及堆内各出入口处的容积作用，并可把烟囱和下降管分别用一阶惯性环节近似，对二回路流量扰动下的动态特性影响较明显，而对反应性扰动下的动态特性影响不大。     

200MW核供热堆汽电联供的经济分析

为了开发低温核供热堆新的应用领域 ,采用国际通用的经济评价方法 ,对 2 0 0 MW低温核供热堆用于工业开发区集中供应压力为 1.5 MPa左右的饱和蒸汽并提供部分厂用电方案的经济性进行了较全面的分析和比较。结果表明 :2 0 0 MW低温核供热堆汽电联供的各项经济评价指标都很好 ,内部收益率为 19.61% ,净现值 (贴现率 10 % )为7.65亿元 ;投资回收期和贷款偿还期均在项目建成后 5年左右。与低温核供热堆用于冬季供暖相比 ,其经济效益有非常明显的改善。同时 ,在经济发达地区的工业开发区 ,利用核能进行工业供汽和发电 ,对城市环境污染的改善将起到非常积极的作用 ,并能缓解我国北煤南运的运输紧张局面     

200MW供热堆堆芯结构抗震试验模型设计的若干问题

为了保证 ２００ ＭＷ供热堆堆芯结构在地震时的完整性、控制棒通道在地震时畅通，和供热堆的抗震安全，有必要进行全尺寸的堆芯单元模型的抗震试验。从 ２００ ＭＷ供热堆堆芯结构的特点出发，研究了模型设计的原则和动力学相似的问题，重点对堆内支承，燃料组件和锆盒等重要部件的动力学简化原则进行了阐述，利用有限元法分析了堆芯结构的动力学特性，讨论了试验模型和计算模型的关系，以及支架的设计问题，为台架试验打下了基础。通过本研究，不仅可对供热堆设计方案的性能进行恰当的评价，而且可指出进一步改善设计使结构达到优化的方向，保证供热堆的安全运行。     

NHR-200堆内液位测量传感器研究

用稳压器液位测量结果表征压水反应堆内冷却剂装量，已不能满足核安全要求；一体化、双壳式的ＮＨＲ－２００（２００ＭＷ核供热堆）中，传统的差压式核级液位计难以实现其液位测量。为此，基于发热体在气体和液体中放热系数的显著差异，提出了变液位测量为温差测量的加热式铠装热电偶方案，试制了铠装液位传感器，并在模拟实验装置中进行了试验。理论计算和试验结果表明，该传感器原理正确，性能可靠，结构可行，可作为ＮＨＲ－２００堆内水位测量的液位传感器。     

200MW 核供热堆二次安全壳的设计

２００ＭＷ核供热堆具有良好的被动安全特性和先进性,其总的安全目标是在所有可信事故条件下,不必采取诸如屏蔽、疏散、重新安置以及去污等厂外应急措施。从核安全纵深防御的角度,为了再多增加一道安全屏障,设置了二次安全壳。介绍了设置二次安全壳的原因及其功能,讨论了二次安全壳的主要设计特点：设计依据和安全准则,二次安全壳及其隔离系统的设计特点、主要设计参数及系统和设备布置,以及安全分析的主要结果。     

核供热堆失水事故模拟实验研究

叙述了位于核供热堆堆芯上方注硼管位置的中小尺寸管道破裂引起的小破口失水事故实验研究。在核供热堆热工水力学模拟实验回路ＨＲＴＬ－５上，对停堆后堆内有剩余功率的小破口失水事故进行了模拟实验，给出了小破口失水事故发生后，系统压力、温度、堆芯元件壁温、堆内冷却剂排放量、液位、空泡份额等重要参数的变化曲线，以及对低温堆安全性的影响。     

WIMS-SN程序系统对NHR-10堆物理设计的有效性

组件计算是堆物理计算中的一个重要环节.用WIMS-SN系统计算含可燃毒物组件时,出现比较大的误差,不适宜低温供热堆含可燃毒物组件的计算.文中分析其计算过程,改进了该程序系统,使它可应用于含可燃毒物燃料组件计算.研究发现用WIMS棒束模型计算钆棒栅元归并截面时,使用的能谱是无钆燃料区的能谱,因此会带来较大误差.为了避免这种情况发生,在输运计算中必采用多群多区模型.通过与TPFAP程序校算,二者差别较小,说明该程序系统可以应用于低温供热堆的物理设计.     

核供热堆压力壳组合阀接管热应力的有限元分析

运用非线性有限单元法对200 MW 核供热堆压力壳组合阀接管的热应力进行了研究和数值计算,得到了压力壳组合阀接管的热应力分布情况,为核供热堆压力壳组合阀接管的强度校核提供了依据。     

200MW核供热堆主换热器温度场和流量场计算

主换热器是核供热堆一、二回路之间进行热交换的关键设备。其温度分布和流速分布对主换热器的设计有重要意义。该文采用数值分析的办法进行计算时把主换热器在二维网络中划分成 4个区 ,将整个计算简化成在一定流量场下计算温度场和在一定温度场下计算流量场两部分。计算温度场时要列出热平衡方程组 ,计算流量场时要涉及到压降平衡方程组 ,由于方程组是非线性的 ,采用了 Newton迭代法进行计算。在计算温度场和流量场的同时也得到了传热系数和线性热功率的分布。     

用核供热堆开发高凝油田的经济评价

为了进一步拓宽核供热堆应用的领域，降低油田采油成本，在对大庆萨北过渡带１６．９ｋｍ２的高凝油藏开展历史拟合、热水驱替的开发方案和实施热流体循环工艺研究的基础上，对配置不同方案的核供热堆和燃油锅炉提供热源开发油藏进行了针对性研究，结果表明，利用核供热堆提供热源来进行高凝油开发的供热成本大约是燃油炉的三分之一，按２０ａ的生产期计算，净生产原油和净盈利大约是燃油炉方案的４倍。从经济性和运行可靠性来讲，采用双堆单炉的方案是比较合理的     

NHR-200 含钆可燃毒物棒性能分析

介绍了２００ＭＷ核供热堆（ＮＨＲ－２００）采用含钆可燃毒物燃料棒作为中子吸收体的设计考虑，并根据ＮＨＲ－２００燃料组件的设计参数，采用压水堆核电厂燃料元件稳态分析程序ＦＲＡＰＣＯＮ－２，并考虑到含钆芯块物性变化，对原有ＭＡＴＰＲＯ数据库中相应物性作了修改，按不同含钆量对可燃毒物棒进行稳态工况的性能分析比较。分析结果表明，ＮＨＲ－２００含钆可燃毒物棒能很好地满足堆芯设计的要求，并且有较大的安全裕度。     

核供热堆海水淡化系统的热工水力学特性

针对与低温核供热堆相耦合的竖管多效蒸发海水淡化系统 ,建立了物理数学模型 ,探讨该系统的热工水力学特性。采用等温差和分段等面积两种温差分配方案对系统进行设计。分析了系统各效的蒸发器和预热器面积、平均换热系数以及淡水产量等随效数的变化规律。结果表明 ,经过适当的温差调整 ,两种方案下产水比都可以达到 2 0以上 ,但等面积温差分配设计方案在系统的建设上将更具优势。本工作可以为大型竖管多效蒸发海水淡化系统的设计提供理论指导和基础数据     

核供热堆不凝结气体排放特性实验研究

为研究核供热堆上空腔不凝结气体（氮气）的排放特性,在５ＭＷ核供热堆热工水力学实验回路上进行了实验研究,实验模拟了核供热堆排放工况的主要参数,着重研究了在排放过程中氮气排放份额变化特性和氮气排放份额对排放背压的影响,排放前实验系统压力运行在１．５ＭＰａ,初始氮气分压为０．３４ＭＰａ。采用静态校验法获得单位时间的平均氮气排放份额。实验结果表明：由于排放过程中闪蒸现象的发生使得氮气的排放特性变化复杂,氮气排放份额在整个排放过程出现双峰,排放阻力对氮气排放特性有较大的影响。     

核供热堆正常运行时气载放射性释放的计算方法

核供热堆要建在城市附近为城市居民供热，因而做好环境影响评价十分重要。正常 运行工况下气载放射性流出物向环境释放量的计算是环境影响评价的基础。本文根据壳式低 温核供热堆的结构设计特点，提出了该种堆型在正常运行工况下气载放射性流出物向环境释 放的６种主要来源，即元件破裂监测系统定期取样监测排放、反应堆压力容器上部气空间的泄 漏、主回路水的泄漏、反应堆舱室中空气的活化、安全壳中气体的活化、废气系统的排放。并推 导出它们的计算公式。     

核供热堆压力壳、钢安全壳套装工艺

采用一体化布置、全功率自然循环冷却和紧贴式双层承压壳的核供热堆具有固有安全性和良好的经济性 ,但同时也带来了大型薄壁容器套装的新课题。该文以系统工程的方法和观点全面分析了压力壳、钢安全壳套装的关键技术问题 ,在国内外均无可借鉴经验的情况下提出套装工艺 ,并在已投入运行的 5 MW低温堆工程中得到应用。应用结果表明该套装工艺安全、可靠 ,具有良好的可操作性和独创性。对反应堆压力容器套装工艺的研究 ,对于积累核设备设计、制造和安装经验 ,制定相应的技术标准 ,推进核供热技术产业化具有一定意义     

200MW 核供热反应堆重力注硼系统模拟研究准则

描述了２００ＭＷ核供热反应堆（ＮＨＲ－２００）重力注硼系统启动时发生的各种热工水力学现象。推导了描述该系统动态特性的微分方程组。在此基础上提出了在缩小比例的实验系统上进行模拟实验研究时应遵循的模拟准则,即几何准则,联通准则,流动准则,汽化准则及冷凝准则。分析了各准则在注硼系统动态过程中的作用及相对重要性。给出了在几种简化条件下描述该重力注硼系统的微分方程组及模拟准则。此研究对建立重力注硼模拟研究系统,对分析该系统的热工、流动及工作特性,对ＮＨＲ－２００的安全都有重要意义。     

5MW低温核供热堆的研制和运行特性

清华大学核能技术设计研究院开发的 ５ ＭＷ低温核供热试验堆已建成运行。本文简要介绍该堆的主要设计特性，其中包括一体化、自稳压和双层壳的结构设计、世界上首次采用的控制棒水力传动系统、自然循环的冷却方式以及防止放射性物质泄人热网的措施等。这些设计措施大大提高了该堆的固有安全性。还介绍了该堆的主要安全性能，重要的试验研究项目及自调节性和自稳定性等运行特性。     

利用模拟退火算法对200 MW供热堆堆芯核设计的优化

对 2 0 0 MW核供热堆装载模式 (燃料组件布置、可燃毒物棒根数和可燃毒物质量分数配置 )进行了优化。利用模拟退火算法和先进格林函数节块法进行多步燃耗优化计算。引入敏感性系数 ,并通过敏感性分析的方法决定优化参数 ,因此在单目标和多目标优化时均取得了明显的效果。对组件布置和可燃毒物质量分数的优化计算结果表明 ,在不改变原有的富集度和组件类型的前提下 ,与参考值相比 ,优化后的循环长度、功率峰因子和卸料燃耗均有明显的改善。该燃料管理方法不仅可用于低温堆而且也可以推广到压水堆     

核供热堆失水自然循环断流时的流动不稳定性

为研究一体化布置的核供热堆在破口失水事故时主回路冷却剂的自然循环断流过程，在５ＭＷ核供热堆热工水力模拟回路ＨＲＴＬ－５上进行了实验研究。在发生小破口失水事故后维持加热功率为额定功率的５％或２０％。实验结果表明，在自然循环断流过程中主回路可能发生倒流和流量振荡，这是由于破口失水和降压闪蒸联合作用的结果，是由于两相流体密度发生变化引起的。     

水轮机转轮叶片系统动力分析(Ⅰ)——力学模型与方程列式

根据水轮机转轮具有旋转周期性的特点,引入复约束的概念,对水轮机结构进行简化,可以显著缩减动力分析问题的计算规模。同时,为了考虑水对水轮机转轮的影响,假设水是不可压,无粘和无旋的,从而将水对水轮机的作用通过附加质量的方式引入到结构振动方程中。在结构动力方程求解过程中,注意到方程的系数矩阵中和子结构内部自由度相应的主要部分保持为实数矩阵,求解时利用此特点,可以大大节省计算的工作量。