池式钠冷快堆事故余热排出系统实时仿真研究

发布时间：2021-01-10 03:30

　　池式钠冷快堆具有较好的非能动安全性能,作为第四代先进核能系统的代表堆型之一,根据固有安全性的设计原则,其事故余热排出系统可以在无外加动力情况下利用密度差驱动自然循环排出堆芯热量,保证反应堆安全。本文通过分析池式钠冷快堆事故余热排出系统的热工结构和物理规律,建立相应的数学物理模型,主要包括:堆芯盒间流模型,冷、热钠池传热模型,独立热交换器模型,空气热交换器模型,泵惰转模型,堆芯衰变热模型,流动换热与阻力模型以及相应的钠、空气物性辅助模型等。针对上述模型,以网格法“控制体”的思想对其进行节点划分,采用二阶迎风差分格式对换热器进行差分,采用Gear算法求解燃料导热方程及热工水力基本模型,针对动量方程采用四阶Runge-Kutta法进行求解。上述方法可以使数学模型有较高的求解速度和精度,满足实时仿真要求。基于FORTRAN语言并对方程进行模块化设计,编写的针对池式钠冷快堆事故余热排出系统的仿真程序,其稳态验证中各参数仿真值与设计值误差在1%以内。本文引入全厂断电事故对事故余热排出系统进行仿真验证。依照全厂断电事故序列,对事故余热排出系统环路内自然循环的建立和发展进行了研究分析,并对不同环境温度... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

事故余热排出系统示意图

钠冷快堆事故余热排出系统主要由三部分构成，如图 2.1 所示[72]，分盒间冷却剂通道、安装在反应堆容器热钠池外区内的独立热交换器(壳外部的空气热交换器(AC)以及连接他们的管道设备。在组成每一个回路中，一回路及中间回路依靠钠的自然循环流动进行换热，三回路，依靠空气的自然循环将热量传递给热井。回路钠冷快堆事故余热排出系统一回路系统与主冷却系统相似，如图 2.2芯出口进入热钠池内区，与热钠池内区其他流体进行交混；由石墨屏屏蔽支承筒上的溢流窗流入热钠池外区，进入独立热交换器壳程，与而上的钠进行换热；冷却剂在独立热交换器出口分成两路：一路沿反流，经过屏蔽区后，由堆芯围桶上的侧孔流入燃料组件之间的间隙，上到堆芯出口，流入热钠池；另一路沿出口方向直接流入堆芯热钠池及热钠池的钠交混，但此路流量较小，计算时予以忽略。

以合理地为堆芯燃料组件盒其他需要液态钠的部件分配冷却剂流量。栅板联箱分为 7 根式和单根式两种，共有 202 个，其中自然循环流量通过燃料组处小栅板联箱侧面和下面的孔漏流，进入堆芯组件盒之间，构成自然循环流道进。) 堆芯式钠冷快堆采用圆柱形堆芯，堆内组件包括燃料组件、中子源组件、控制棒组件、组件以及屏蔽层组件。所有组件均为相同的六角形盒式组件，管脚插在栅板联箱，上部由定位块对其径向定位。堆芯上方为上轴向转换区及上部轴向钢反射层；部为下轴向转换区。经过泵的强迫循环的进入燃料组件盒内的冷却剂流道大体相同，进入燃料组件盒却剂不经过大栅板联箱，从小栅板联箱处主要通过堆芯下屏蔽段、下转换区、堆区、上转换区、上屏蔽段以及燃料组件出口段，进入热钠池内区下段，与其他的行交混。图 2.3 为堆芯内自然循环冷却剂流道示意图[73]。


本文编号：2967972