铅基实验堆热工水力实时仿真及动态特性分析

发布时间：2017-12-11 16:16

  本文关键词：铅基实验堆热工水力实时仿真及动态特性分析

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【摘要】：铅冷快堆具有中子经济性好、固有安全等优点,被列为第四代先进核能系统的六种参考堆型之一。根据官方发布的"第四代核能系统技术路线更新图",铅冷快堆有望在六种候选堆型中率先实现工业示范应用。但铅冷快堆作为一种新型的反应堆,目前仍缺乏运行经验,需要有针对性的开展仿真系统的研发工作,为反应堆设计运行等提供技术支持平台。而在铅冷快堆仿真中,高精度热工水力实时仿真及动态特性分析显得尤为重要,其能高保真度的再现反应堆的真实物理过程,便于设计及运行人员对反应堆系统的特性及状态进行分析判断,优化反应堆设计及运行控制。因此,对铅基反应堆热工水力实时仿真及动态特性分析具有重要的现实意义。本文利用RELAP5-HD程序,基于SimExec仿真平台,建立了中国铅基研究实验堆热工水力学实时仿真模型,主要内容包括:中国铅基研究实验堆热工水力系统实时仿真模型的建立。以10MWth小型铅铋冷却反应堆系统为研究对象,建立了反应堆系统的一维及三维热工水力学模型、堆芯物理模型及控制系统模型,并对其进行稳态及瞬态验证,完成了铅基实验堆模拟机仿真模型的开发。仿真系统实时性研究。针对开发的仿真模型,开展了实时性机理研究,从模型复杂度、求解方法、时间步长及计算机性能等方面进行了讨论,深入分析了影响系统模型的实时性因素及满足实时性要求下,模型高精度的实现,确认了一种最优化的建模方法。中国铅基研究实验堆实时仿真及动态特性分析。基于开发的实时仿真模型,对10MWth铅铋冷却反应堆进行了稳态工况、变工况及事故工况的模拟仿真,并对系统的动态特性进行了比较详细的分析,完成了该反应堆的仿真计算。本研究针对10MWth小型铅铋冷却反应堆系统开发了热工水力实时仿真模型,并对模型进行了验证,结果表明以RELAP5作为工具建立的铅基反应堆高精度实时仿真模型是可行的。该模型已用于中国铅基实验堆模拟机仿真系统,通过了模拟机仿真平台的校核,满足了当前中国铅基研究实验堆模拟机仿真的要求。同时,其建模方法对于第四代先进核能系统的其他堆型具有一定的普适性,对铅基堆热工水力模型的高精度实时性研究为今后实时仿真模型开发及改进具有一定借鉴意义,也进一步为铅基实验堆系统实时仿真及安全分析提供研究基础。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TL33

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本文编号：1279110