基于RELAP5的某三代核电机组一回路主系统建模与事故模拟

发布时间：2017-03-20 23:02

  本文关键词：基于RELAP5的某三代核电机组一回路主系统建模与事故模拟，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当前,中国核电已进入加速建设时期。在建和规划中的核电机组多为三代压水堆机组。在社会各界对核电厂安全问题提出更高要求和期望的背景下,搭建一个可信的一回路热力系统模型,模拟并分析一回路的热工水力状态对各类事故的瞬态响应,是三代核电机组建设和运行过程中至关重要的课题。本研究的主要内容有两部分:(1)以我国目前唯一具有完整自主知识产权的三代核电机组“华龙一号”为研究对象,以RELAP5为建模工具,采用模块化建模的方法,通过参数分析计算、模型简化和等效,建立了一回路主系统四大设备(压力容器、蒸汽发生器、稳压器、主泵)的模型。最后将各模块整合成一回路主系统稳态模型。验证得出稳态计算结果与“华龙一号”设计参数的误差均在0.5%以内,证明了该模型的可靠性。(2)在稳态模型的基础上,建立了蓄压安注系统、反应堆保护系统、稳压器超压保护系统的模型。用RELAP5模拟失水事故、失热阱事故、失流事故这三种典型事故。事故模拟采用确定论安全分析的基本假设。事故结果用压水堆安全验收准则进行了评价。基于模拟结果图,分析了事故进程中,各个阶段的一回路温度、压力、流量、堆芯空泡份额、燃料包壳温度等参数的变化情况和变化原因。较为全面地反映三种事故下一回路的热工水力状态。从事故进程的分析得出:小破口失水事故中,高压下的冷却手段、长期有效的补水措施必不可少;失流事故中,事故的过程由冷却剂流量下降和堆芯功率下降两方面因素共同决定;部分失流事故的后果相较于全部失流事故的后果可能更加严重;失热阱事故中,在汽轮机跳闸情况下,“华龙一号”一回路主系统能够在无操纵员干预下进入安全状态,堆芯结构能够维持可接受的冷却特性。本研究建立的稳态模型和事故模型表明了以RELAP5为工具的三代核电机组一回路热力系统数值模拟是可行的。同时也为进一步的“华龙一号”核电系统全范围建模和安全分析提供了研究的基础。
【关键词】：华龙一号 RELAP5 一回路主系统 稳态模型 事故模拟
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM623
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 1 引言12-16
• 1.1 选题目的与意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-14
• 1.2.1 国外研究现状13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.3 论文的研究内容14-16
• 2 华龙一号概述及建模方法与思路16-24
• 2.1 华龙一号概况16-18
• 2.1.1 发展历程16
• 2.1.2 华龙一号技术特点介绍16-18
• 2.2 RELAP5分析工具简介18-21
• 2.2.1 RELAP5简介18-19
• 2.2.2 RELAP5基本模型19-20
• 2.2.3 RELAP5建模基本步骤20-21
• 2.3 一回路热力系统建模与验证思路21-24
• 3 一回路热力系统的建模与检验24-44
• 3.1 反应堆压力容器模型24-31
• 3.1.1 结构描述与节点划分24-26
• 3.1.2 设计参数分析与计算26-28
• 3.1.3 模型建立与检验28-31
• 3.2 蒸汽发生器模型31-34
• 3.2.1 结构描述与节点划分31-32
• 3.2.2 设计参数分析与计算32-33
• 3.2.3 模型建立与检验33-34
• 3.3 稳压器模型34-36
• 3.3.1 结构描述与节点划分34-35
• 3.3.2 设计参数分析与计算35
• 3.3.3 模型建立与检验35-36
• 3.4 反应堆冷却剂泵模型36-38
• 3.4.1 结构描述与节点划分36-37
• 3.4.2 设计参数分析37
• 3.4.3 模型建立与检验37-38
• 3.5 一回路热力系统模型38-43
• 3.5.1 管道设计参数及各模型整合38-41
• 3.5.2 一回路热力系统模型调试结果41-43
• 3.6 本章小结43-44
• 4 三种典型始发事故的瞬态模拟研究44-60
• 4.1 冷却剂丧失事故模拟44-51
• 4.1.1 冷却剂丧失事故简介44-45
• 4.1.2 模拟方法45-48
• 4.1.3 模拟结果与分析48-51
• 4.2 失流事故模拟51-55
• 4.2.1 失流事故简介51
• 4.2.2 模拟方法51-52
• 4.2.3 模拟结果与分析52-55
• 4.3 失去热阱事故模拟55-58
• 4.3.1 失去热阱事故简介55
• 4.3.2 模拟方法55-56
• 4.3.3 模拟结果与分析56-58
• 4.4 本章小结58-60
• 5 总结与展望60-62
• 5.1 总结60
• 5.2 展望60-62
• 致谢62-64
• 参考文献64-65

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