先进小型熔盐堆现象识别与安全分析

发布时间：2020-09-01 21:58

　　由于小型反应堆突出的安全性与多用途性,全球范围内先进小型反应堆的研究方兴未艾。作为小型熔盐堆研究中的重要内容,安全分析工作受到日益关注,而现象识别方法与程序开发可为安全分析提供前期的技术支撑,分析工具也被国际核工业界广泛研究。本文以固态燃料熔盐堆一回路系统及其配套的二回路系统为研究对象开展现象识别和安全分析工作。首先,依据国际现有熔盐堆包络事故分类,对处于概念设计阶段的固态燃料钍基熔盐堆开展了现象识别及排序的相关工作。其次,建立了基于RELAP/SCDAPSIM MOD 4.0软件的固态燃料熔盐堆分析模型,针对已识别出的关键现象进行了进一步定量分析。最后,针对现阶段先进小型熔盐堆配套二回路热力系统研究资料匮乏的现状,基于RELAP/SCDAPSIM MOD 4.0软件对小型熔盐堆配套二回路热力系统主要部件主汽轮机、发电汽轮机、主凝汽器等进行了建模,得到了二回路系统整体分析模型,并针对蒸汽发生器传热管破裂事故、甩负荷工况等进行了安全分析。研究结果表明:固态燃料熔盐堆筛选出的高重要性、低知识水平现象包括堆芯冷却剂旁流、堆芯上腔室流体混合、熔盐凝固及再熔化;全厂断电事故下现象识别及排序表中识别出的堆芯上腔室流体混合现象在现阶段设计下是安全的;蒸汽发生器传热管破裂事故中,核心设备参数波动主要发生在凝汽器,主凝汽器温度变动约5%;甩负荷工况下,主凝汽器平衡压力波动下移约13%并维持稳定;各瞬态工况计算结果表明二回路热力系统各主要设备在瞬态发生时均能满足设计要求,瞬态发展可控。论文的研究成果可为我国先进小型熔盐堆的设计研发工作提供安全分析计算和方法论方面的支持。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TL426
【部分图文】：

- 7 -图 2-1 CSAU 方法描述Fig. 2-1 Description of Code Scaling, Applicability and Uncertainty Methedology

模块结构

图 2-2 RELAP5 模块结构Fig. 2-2 Modular structure for RELAP5LAP 建模过程AP 程序拥有几大类标准水力学物理模型，包括泵、管道、安注泵、汽水分离器、汽轮机等；除标准模型外还包括控制系统部，以及再淹没传热、两相回流流动极限模型、流道面积突变模。在使用 RELAP5 对反应堆系统进行计算的过程中，首先操作象建立 RELAP5 模型，划分控制体。在这里需要指出的是，所堆芯内不同部位的水容积，并不考虑系统的具体结构与细节信面与流道体积。如堆芯流道等复杂水空间主要关心它的主要几的精确度并不做过分要求。实践中已经证明，这样做简化的建对应良好[42]。写完成输入卡片后，程序自动调用输入卡，将模型的各种几何相对应，执行程序会对建立的控制体、接管等部件列出相应的量守恒方程、不凝结气体质量方程以及截面能量平衡方程等，

物理,方案,燃料球,堆芯

图 3-1 TMSR-SF1 物理方案意图Fig.3-1 Schematic of the TMSR-SF1图 3-2 TMSR-SF1 石墨反射层结构Fig. 3-2 Graphite reflector structure of TMSR-SF1TMSR-SF1 依靠位于反射层的 16 根控制棒进行裂变速率控制，可以分为两组：第一组为功率控制系统共计 13 根，第二套为停堆系统共计 3 根。TMSR-SF1 依靠浮力进球方式装载燃料，燃料球装载管由主容器上顶盖进入堆芯，在侧反射层外侧下降后伸入下反射层底部中心，在冷却剂流道中心侧面处开口。TMSR-SF1 从堆芯上部伸入燃料球卸载管卸载燃料球，其工作步骤为：排空堆芯冷却剂，堆芯

【参考文献】