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 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 大破口事故下结构特性的瞬态分析

１０ＭＷ模块式高温气冷反应堆（ＨＴＲ－１０）的热气导管压力壳的双端断裂事故属假想极限事故。当热气导管断裂后,高压的一回路冷却剂气体（３ＭＰａ）通过破口向堆舱猛烈喷放,一回路迅速卸压,并形成强卸压冲击波。利用了改进后的Ｋ－ＦＩＸ（ＦＬＸ）程序,对该事故下冷却气体喷放过程中堆体内主要结构部件（压力壳左支承、堆芯壳支承、堆芯壳）的安全特性进行了瞬态分析。通过计算,给出了破口处的压力瞬变、流量瞬变和堆芯壳上下两端的压差瞬变,以及在卸压冲击波作用下堆芯壳的膜应力和弯曲应力。最后,利用计算分析定量地给出了大破口极限事故下ＨＴＲ－１０的堆体主要结构部件的安全系数。结果表明,即使在极限事故下,ＨＴＲ－１０堆体结构仍有良好的安全特性。     

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。     

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。     

MHTGR一回路氦气中放射性核素浓度的计算方法

模块式高温气冷堆ＭＨＴＧＲ（简称模块堆）一回路冷却剂氦气中放射性核素浓度的计算是辐射防护设计和环境影响评价的基础。本文根据模块堆一回路氦气中放射性核素的来源和去除机制导出了氦气中放射性核素浓度的计算方法，并得出解析解的计算公式。     

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-10 蒸汽发生器密度波不稳定性分析

１０ＭＷ高温气冷实验堆（ＨＴＲ－１０）的蒸汽发生器为直流型、小盘管组件式结构,盘管弯曲半径小,工作压力为中压范围,由此而带来两相流体流动的不稳定性问题是ＨＴＲ－１０蒸汽发生器研究的主要问题。介绍了用Ｋｈａｂｅｎｓｋｙ等方法分析ＨＴＲ－１０蒸汽发生器的密度波不稳定性。分析了入口欠热度、入口节流度、加热功率、质量流量、系统压力、热负荷及出口蒸汽干度等对ＨＴＲ－１０蒸汽发生器密度波脉动的影响。分析表明在ＨＴＲ－１０蒸汽发生器设计工况下不会发生密度波脉动。     

10MW 高温气冷堆燃料循环系统热实验装置

为在反应堆的实际运行温度和氦气氛下考验１０ＭＷ高温气冷堆（ＨＴＲ－１０）燃料循环系统主要设备，进一步取得设计和运行经验，建造了该全尺寸热实验装置。装置中主要设备均按原型设备设计和制造，工作介质为氦气，运行温度为１５０～１８０℃，实验球为直径６０ｍｍ石墨球。采用可编程控制器ＰＬＣ控制和镶嵌块式模拟屏显示。装置采用重力和气动方法输送球，特别是在球床堆上首次应用了脉冲气流破桥助流方法从卸料管中单列排出球的设备。所有研究成果已在ＨＴＲ－１０的施工设计中得到应用。     

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。     

HTR-10 工程投资控制方法及软件设计

简要介绍了１０ＭＷ高温气冷实验堆（ＨＴＲ－１０）工程投资控制系统的设计情况和软件开发状况。对核工程的投资控制方法进行了探讨，在传统的投资与进度联合控制方法的基础上，提出了从项目管理者角度进行宏观投资与进度联合控制的想法。在此基础上，着重介绍了成本曲线（Ｓ曲线）和靶心图的基本概念，并对靶心图进行了改进，采用等值靶心图方法实现联合控制。通过相应投资控制软件的开发，可以看到在项目管理中按步骤、由简单到复杂地应用先进的项目管理技术，是符合我国国情的、较为实际的方法。     

多重网格法及在HTR-10堆芯动态仿真

研究了ＨＴＲ－１０堆芯的动态仿真,为反应堆控制系统的分析和设计服务。由于堆芯模型方程是典型的非定常可压缩Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组,要求快速准确的求解。求解算法采用了结合多重网格的ＳＩＭＰＬＥＣ算法,并且讨论了多重网格法的基本思想、算法步骤和计算流程。通过对求解域中的不规则区域的处理、合理的进行粗细网格的划分和校正、设置出口缓冲区等措施,克服了在ＨＴＲ－１０堆芯动态仿真中运用多重网格法的困难,并且所得的结果与单网格算法进行了比较。仿真结果表明：达到同样精度,采用多重网格方法,求解过程比单网格算法的迭代次数减少了约５／６,计算时间减少了约一半,为快速进行堆芯动态仿真提供了条件。     

HTR-10 蒸汽发生器螺旋盘管的振动和稳定性分析

为了保证１０ＭＷ高温堆蒸发器正常运行，应避免蒸汽发生器的螺旋盘管管内高速流体诱发管道振动失稳。本文将螺旋盘管考虑为有弯曲变形、剪切变形、扭转变形的曲梁，运用Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理，推导出有传输流体的螺旋管的动力学方程，采用等参元离散化求解螺旋管的固有频率。研究结果表明，螺旋管的固有频率为３３～１０１ｋＨｚ，不可能发生动态失稳。因此，ＨＴＲ－１０蒸汽发生器的螺旋盘管在现有设计条件下是稳定的。     

10MW 高温堆热气导管振动分析

根据１０ＭＷ高温气冷堆热气导管处于内外两股方向相反气流同时作用的具体结构特点，针对实际设计工况，建立了其流动诱发振动的理论模型，即两端简支，受内外两股方向相反气流同时作用的单管振动模型；给出了相应的数学描述和简捷求解方法；通过计算获得了其振动频率随流速的变化关系，和不同流动工况下，失稳时的临界流速，及相应的稳定性图。分析结果表明，热气导管的设计工况完全处于稳定区内，即其在设计工况下运行时，不会产生大振幅的流致振动。     

HTR-10蒸汽发生器试验回路及其水动力特性分析

１０ＭＷ高温气冷堆（ＨＴＲ－１０）蒸汽发生器的两相流动稳定性问题是设计中必须考虑的问题，文中分析了ＨＴＲ－１０蒸汽发生器恒热流和强迫循环一次热源的静态水动力特性。论述了用恒热流所得判别各类稳定性准则作为Ｈｅ加热的ＨＴＲ－１０蒸汽发生器设计依据是不足的。有必要进行Ｈｅ加热ＨＴＲ－１０蒸汽发生器工程模型两相流稳定性试验。还介绍了ＨＴＲ－１０蒸汽发生器工程模型试验回路及本体，以及在该试验回路上预期达到研究成果。