堆内高温高压回路事故分析

发布时间：2020-05-27 23:26

【摘要】：燃料元件国产化是我国核电自主化生产及出口的重要条件。新型燃料元件的设计制造需要进行辐照考验,而堆内辐照考验回路可以为燃料元件提供模拟真实压水堆运热工行水力环境的辐照考验平台。辐照考验回路运行时管道内为高温高压冷却剂,且自身具有裂变功率,一旦发生事故,高温高压冷却剂将喷涌而出,并伴有大量放射性物质泄漏。因此在设计时必须对其进行事故分析以验证设计的安全性。本文基于CMRR堆内高温高压辐照考验回路初步设计方案,利用RELAP5对其进行建模,并调节稳态运行使之与设计参数相匹配。结果表明,回路设计方案的RELAP5模型运行参数与设计值基本一致,满足瞬态计算的要求。在此基础上,分别计算了两大类、三种典型的设计基准事故,分别如下:1.失流事故:回路为一环路运行,因此选取了全部失流事故及卡轴事故两个典型事故,并对其进行了对比分析,对照验收准则进行了结果验收。2.失水事故:回路为试验回路,因此管路上连接有许多细小的管线。本文对试验回路的小破口失水事故进行了分析,其中包含有冷/热管段失水事故及冷管段事故的破口尺寸敏感性分析。之后还选取了对研究堆影响更大的内压力管破裂事故进行了计算。计算结果如下:回路卡轴事故/失流事故下压力110%设计值,卡轴事故包壳温度734.1℃1482℃,失流事故中MDNBR1.5,不会发生偏离泡核沸腾。冷/热管段失水事故中,包壳峰值温度分别为880.6℃及367.6℃,低于限值1204℃。对于不同尺寸冷管段小破口失水事故均能保证回路安全。研究堆冷却剂温度与氩气气隙压强均无明显变化。内压力管破裂事故中,包壳峰值温度为985.7℃,低于限值1204℃。CMRR冷却剂温度达86.7℃,有较大影响。氩气气隙压强最高达2.3MPa,对双层压力管结构带来挑战。事故分析结果将对回路设计起到反馈作用,促使回路设计方案的改进。
【图文】：

ＲＥＬＡＰ５作为压水堆最佳估算程序，在安全分析方面已十分成熟，被各国广泛运用。逡逑２．２．２．１邋ＲＥＬＡＰ５邋程序结构逡逑ＲＥＬＡＰ５由三个模块自称，三部分独立工作，相辅相成。模块组成如图２．１所示［３８］。逡逑ＲＥＬＡＰ５逡逑ＩＮＰＵＴＤｌ逦ＴＲＮＣＴＬ逦ＳＴＲＩＰ逡逑图２．１邋ＲｅｌａｐＳ上层结构逡逑输入模块作用是输入计算代码，包括计算模型，初始参数及计算条件等项，为后续逡逑计算做准备。逡逑计算模块是用作程序稳态及瞬态计算的。其中稳态计算中包含有参数是否收敛的判逡逑断模块。逡逑后处理模块是用作数据提取及后处理的。该模块中包括了数据输出及数据作图等，逡逑可以方便用户进行数据分析。逡逑２．２．２．２水力学模型逡逑１１逡逑

３．１回路初步设计方案逡逑中国绵阳研究堆（ＣＭＲＲ）堆内辐照考验回路的设计目的是为新型压水堆燃料组件逡逑的辖照考验提供真实可信的平台，其设计方案（流程图）如图３．１所示。逡逑Ｉ逦Ｉ逦｜逦Ｍ——逡逑；逦；逦ｌｏｗ逦ＣＭＲＲ邋ｃｏｏｌａｎｔ邋ｐｏｏｌ逡逑？逦｜Ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ￣｜逦Ｐｒｅｓｓｕｒｅ逦逦逡逑？逦１逦Ｓａｆｅｔｙ逦—逡逑！逦！逦Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ逦逦逦逡逑！逦Ｓ逦……逦邋１逦邋Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｒ逡逑！逦一Ｍ邋Ｉ逦６－ｙ．邋ｍｍ．邋ｒ逡逑逦邋！邋逦邋！逦Ｉ邋Ｍ邋Ｍ邋’逦Ｌ逦逦邋Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ邋Ｆａｃｉｌｉｔｙ逡逑１逦．－．ｉ逦；逦：ｉ逦０逦逦－ｎ逡逑Ｉ逦，１逡逑Ｃｏｏｌｉｎｇ逦；逦Ｓｆ；￣￣逦Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ邋逦邋／逡逑一邋｜＾｜逡逑ｈ！邋ｒ逦］邋ｐｕｍＴ＾逦ｍｍ逡逑Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ逡逑逦｜逦：逦：逦Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ逡逑ｊ逦；逦邋Ｖｏｌｕｍｅ逦＿逡逑！逦丨逦Ｃｏｎｔｒｏｌ逡逑；逦；逦Ｓｙｓｔｅｍ逡逑Ｔｈｉｒｄ邋ｌｏｏｐ邋；邋Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ邋ｌｏｏｐ邋；逦Ｐｒｉｍａｒｙ邋ｌｏｏｐ逡逑图３．１回路初步设计方案逡逑ＣＭＲＲ堆内考验回路由三个回路组成。主回路（即一回路）由辐照装置、主循环泵、逡逑热交换器、稳压器、电加热装置、化容控制系统、安注系统及相关连接管道等组成。其逡逑中辐照装置为堆内装置，竖直放置与研究堆的竖直孔道内，其余部件均布置在研究堆外逡逑的平台上。二回路主要有循环泵和热交换器
【学位授予单位】：中国工程物理研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM623;TL364.4

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本文编号：2684313