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先进反应堆非能动余热排出系统设计

作　者: 严春
导　师: 阎昌琪
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 核能科学与工程
关键词: 固有安全非能动余热排出系统自然循环 RELAP5
分类号: TM623
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

先进压水堆的一个重要特点是固有安全特性。非能动安全是反应堆固有安全性的重要组成部分。本论文采用仿真计算程序分析研究了AP1000反应堆余热排出系统设计方案,并提出了一种二次侧非能动余热排出系统设计方案,通过仿真计算对其工作能力进行了分析。以AP1000先进反应堆主冷却剂系统为模型,搜集AP1000反应堆主要设计参数,采用RELAP5/MOD3.2程序,建立AP1000主系统及其一次侧非能动余热排出系统和二次侧非能动余热排出系统计算模型,划分模型节点图。调试程序稳态后,模拟主系统各种稳态运行工况与运行瞬变工况,计算非能动余热排出系统的响应过程,分析系统的自然循环能力、密度锁内冷热界面稳定性等稳态特性；再模拟全厂断电设计基准事故序列,计算非能动余热排出系统的瞬态响应特性和工作过程,根据计算结果分析系统在事故工况下的工作能力。通过改变非能动余热排出系统的主要设计参数,如系统冷热源位差、系统回路局部阻力、换料水箱初始水温、换热器换热面积等参数,进行敏感性分析,以评估不同因素对系统工作能力的影响。最后根据计算结果对两种设计方案作对比分析。分析计算结果表明,合理设计二次侧非能动余热排出系统,可保证其在全厂断电事故工况下有效地导出堆芯余热,降低主系统的温度与压力,保证反应堆的安全。该方案相比一次侧设计方案,固有安全性较高。系统冷热源位差与换热器的换热面积是影响系统工作能力的主要因素,对系统自然循环能力的影响较大。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-22
  1.1 引言  10-12
  1.2 先进反应堆非能动余热排出系统研究现状  12-19
    1.2.1 AP1000先进反应堆非能动余热排出系统  13-14
    1.2.2 PIUS反应堆非能动堆芯冷却系统  14-16
    1.2.3 JPSR非能动安全反应堆的非能动余热排出系统  16-17
    1.2.4 AC600先进反应堆非能动余热排出系统  17-18
    1.2.5 SMART模块式一体化先进反应堆非能动余热排出系统  18-19
  1.3 论文的研究意义  19-20
  1.4 论文的研究内容  20-22
第2章 RELAP5仿真计算程序  22-33
  2.1 概述  22
  2.2 RELAP5程序简介  22-28
    2.2.1 RELAP5程序场方程  23-26
    2.2.2 RELAP5程序计算模型的建模  26-28
  2.3 RELAP5程序的使用  28-32
    2.3.1 系统仿真计算  28-30
    2.3.2 RELAP5程序的调试和运行  30-32
  2.4 本章小结  32-33
第3章一次侧非能动余热排出系统仿真计算  33-60
  3.1 概述  33
  3.2 先进反应堆AP1000及其非能动堆芯冷却系统  33-36
    3.2.1 非能动余热排出系统  34-35
    3.2.2 非能动安全壳冷却系统  35-36
  3.3 RELAP5仿真计算模型  36-42
    3.3.1 反应堆压力容器  37-39
    3.3.2 主系统管道和蒸汽发生器  39-41
    3.3.3 非能动余热排出系统  41-42
  3.4 RELAP5程序计算结果及分析  42-58
    3.4.1 反应堆冷却剂系统设计参数  44-46
    3.4.2 非能动余热排出系统设计参数  46-47
    3.4.3 反应堆停堆后的剩余功率  47-49
    3.4.4 计算结果与分析  49-55
    3.4.5 敏感性分析  55-58
  3.5 本章小结  58-60
第4章二次侧非能动余热排出系统设计方案  60-84
  4.1 概述  60
  4.2 二次侧非能动余热排出系统  60-62
  4.3 RELAP5仿真计算模型及系统设计参数  62-63
  4.4 RELAP5程序计算结果与分析  63-80
    4.4.1 非能动余热排出系统稳态分析  65-69
    4.4.2 系统稳态敏感性分析  69-71
    4.4.3 非能动余热排出系统瞬态分析  71-76
    4.4.4 系统瞬态敏感性分析  76-80
  4.5 非能动余热排出系统设计方案分析  80-83
  4.6 本章小结  83-84
结论  84-86
参考文献  86-89
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果  89-90
致谢  90

先进反应堆非能动余热排出系统设计

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