钠冷快堆丧失蒸汽发生器模块后的不对称运行工况设计方法研究

本文针对典型钠冷快堆,采用钠冷快堆系统分析程序FR-Sdaso对其丧失蒸汽发生器模块后的不对称运行工况进行了分析计算,基于两种流量分配方式及稳态非对称模型,计算得到不同功率水平下的工况特征参数,包括不同环路的功率分配、主热传输系统节点温度等。通过对比分析,从可接受的最高功率水平、环路的对称性等多方面,对两种流量分配方式的优缺点进行对比总结。研究成果可为钠冷快堆丧失蒸汽发生器模块后的目标运行工况设计方法提供参考。

基于FR-Sdaso程序对FFTF LOFWOS Test#13基准例题的热工水力分析

FFTF LOFWOS Test#13是美国FFTF钠冷回路式快堆进行的无保护失流试验,目的是为了证明反应堆的固有安全特性。本文采用中国原子能科学研究院自主开发的FR-Sdaso程序参加了IAEA策划发起的基于该试验的基准例题项目。利用FR-Sdaso程序将一回路主泵转速、二回路流量和空气热交换器出口钠温作为边界条件,建立了FFTF基准例题模拟模型。计算结果与FFTF LOFWOS Test#13试验结果对比分析表明,FR-Sdaso程序能较好地预测无保护失流事故后反应堆功率以及一、二回路温度和流量的瞬态变化,自然循环阶段反应堆衰变功率计算值与试验值的最大相对偏差为−7.1%,一回路3个环路自然循环流量与初始稳态值的最大相对偏差为0.65%。对于第2排和第6排PIOTA组件,由于模拟中未考虑瞬态过程中堆芯功率分布变化和组件之间的传热,出口温度的计算值较试验测量值最大偏高25.5℃,计算结果更保守。FR-Sdaso程序对FFTF LOFWOS Test#13基准例题的分析初步验证了程序堆芯和一、二回路热工水力模型的正确性。

钠冷快堆直流式蒸汽发生器固定网格与滑移网格模型对比分析

根据钠冷快堆核电厂直流式蒸汽发生器(OTSG)的热工水力特性,基于固定网格模型和滑移网格模型编制了OTSG瞬态分析程序OTAC。对美国能源技术工程中心(ETEC)的OTSG停闭实验进行了模拟,并将计算值与实验值作了对比分析。结果发现,两种模型的计算值与实验值吻合较好,其中固定网格模型只有在网格数目足够多时才能避免计算结果的突跳,而滑移网格模型可在较少网格数目下取得很好的计算效果,提高了数值稳定性,避免了计算结果的不连续。

基于时间常数的核电厂主循环泵惰转模型开发与验证

在核电厂初步设计阶段,针对反应堆进行的工况设计和安全分析均需要泵的惰转模型提供输入。现有泵的惰转模型几乎都需要已知泵的设计参数和管路系统阻力特性,但在电厂初步设计阶段,泵的详细结构设计尚未开展,管路阻力特性也难以获取。针对上述问题,提出了两种基于时间常数的主泵惰转特性曲线计算模型,并采用核电厂主循环泵的惰转试验数据进行了对比验证。分析结果表明,模型A在高转速时与试验值吻合较好,低转速时偏差较大,而模型B在整个惰转过程中与试验值均较接近,可用于核电厂的工况设计和安全分析。

钠冷快堆二回路系统热工水力瞬态分析程序SELTAC的开发与应用

针对钠冷快堆二回路系统的具体结构和运行特点,对中间热交换器、直流蒸汽发生器、钠缓冲罐以及泵、管道等设备和部件建立模型,采用FORTRAN语言自主编制了二回路系统热工水力瞬态分析程序SELTAC。利用中国实验快堆的停堆试验数据对所编制程序进行了初步验证。结果表明,程序计算值与试验值趋势一致,最大相对偏差不超过4.34%,吻合程度较好。将验证后的程序与一回路系统程序耦合,分析了某600 MW钠冷快堆在主热传输系统保持排热能力时的紧急停堆工况,得到了二回路系统的瞬态特性,为大型商用快堆电站的设计提供了参考。

示范快堆一回路主管道断裂事故最佳估算分析研究

与安全裕量有关的研究一直是反应堆安全设计与安全分析的重点和难点问题。本文针对池式示范快堆CFR600的设计特点,对主热传输系统中的重要现象进行了分析,并建立了最佳估算模型,基于Wilks方法对CFR600一回路主管道断裂事故进行了不确定性量化计算。最佳估算分析结果表明,CFR600在一回路主管道断裂事故下,包壳最高温度95%/95%上限为851.6℃,相较于保守分析结果具有约91.8℃裕量,低于包壳破损验收准则。

基于一体化三维数值模拟的中国实验快堆冷钠池及其堆内构件热工特性分析

建立中国实验快堆(CEFR)池式堆本体全尺寸三维模型,进行堆本体冷钠池、热钠池、主容器冷却系统等主要部件的一体化、三维数值计算。通过对热钠池进行部分简化,为冷钠池计算提供更接近实堆运行工况的边界条件,获得CEFR在额定功率稳态工况下冷钠池及其堆内构件三维热工参数,为其结构应力评定及部件设计提供关键输入。计算结果表明:冷钠池内液钠的流动较为复杂,上冷池内流动较为明显;由于冷池中板的阻隔作用,下冷池流动较为微弱。此外,冷钠池内会出现较为明显的热分层现象,使得冷钠池内竖向支承肋板及其堆内构件沿高度方向产生约30℃温差,对其结构强度设计提出更高的要求;主容器冷却系统出口被加热的液钠对上冷钠池的温度、流动分布也有一定影响。本研究为钠冷池式快堆事故安全分析、关键堆内构件结构应力评定及设计提供重要热工输入参数。

钠冷快堆丧失蒸汽发生器模块后的最佳工况研究

钠冷快堆通过采用模块式蒸汽发生器的设计方案以提高核电厂的负荷因子。核电厂运行中若发生丧失蒸汽发生器模块事件,核电厂工况将发生变化,应进行适当的调节,调节的目标工况可通过设计与研究给出。本工作对某典型池式钠冷快堆丧失1个蒸汽发生器模块后的最佳工况进行研究,主要研究内容包括对其主热传输系统进行建模,开展主热参数匹配计算,根据相关运行限值来筛选方案并分析关键参数,最终给出较为合适的运行工况。本工作为钠冷快堆在丧失蒸汽发生器模块后的工况设计提供了重要依据。

应用于钠冷快堆的超临界二氧化碳动力转换系统研究

超临界二氧化碳(SCO 2)布雷顿循环由于高效、紧凑和可避免钠水反应等特性而成为钠冷快堆的理想动力转换系统。本文以1200 MWe大型池式钠冷快堆为系统热源,钠回路温度及热负荷为循环系统运行边界,对比研究了不同SCO 2布雷顿循环系统性能和关键设备性能的变化规律。研究发现,级间冷却再压缩循环与钠冷快堆热源特性匹配性最佳,且循环效率最高(40.7%)。进而研究了不同运行参数对级间冷却再压缩循环效率的影响规律,给出了循环系统效率对各关键影响因素的敏感度,发现循环系统效率对冷端参数的敏感度最强,其次为分流比和透平入口参数,对主压缩机级间压比的敏感度最弱。

钠冷快堆系统程序FR-Sdaso开发

为解决600 MW示范快堆(CFR600)事故分析和工况设计中的实际问题,自主开发了钠冷快堆系统程序FR-Sdaso,其建模范围包括堆芯、一回路、二回路、三回路、四回路和事故余热排出系统,主要物理模型包括点堆模型、单通道堆芯热工模型、多区钠池模型、四区蒸汽发生器模型等核岛设备或部件分析模型,汽轮机、凝汽器、给水加热器、除氧器等常规岛设备采用集总参数模型,泵、阀门、管道及控制体等采用通用模型。对程序进行了初步验证,结果表明,FR-Sdaso程序可用于分析全厂瞬态工况及超功率、失流、失热阱等典型事故过程。目前,FR-Sdaso程序已用于CFR600的设计和安全分析。

极小样本下钠冷快堆主泵上部轴承可靠性评估方法对比分析

钠冷快堆主泵具有长寿命和高可靠性的要求,但由于研发和试验成本、试验周期以及试验条件等各方面因素的限制而无法进行大量试验。因此,针对目前钠泵上部轴承完成582次启停试验未失效的情况,使用了两种极小样本可靠性评估方法综合概率评估法、虚拟增广样本+Bootstrap方法,对上部轴承磨损寿命进行了可靠性评估。计算结果表明,综合概率分布评估法得到的部件综合概率密度函数更接近于真实的概率密度函数,虚拟增广样本方法的评估结果精度较高。分析结果为钠泵部件在极小样本情况下的可靠性评估提供了理论依据,在节省试验费用、减少试验次数、缩短研发周期等方面具有显著的工程意义,解决了只有一个试验数据时产品可靠性评定的难题。

rhEPO对高糖状态下大鼠Müller细胞凋亡及对Bcl-2和Bax表达的影响

目的探讨重组人促红细胞生成素(recombinant hu-man erythropoietin,rhEPO)对高浓度葡萄糖作用下体外培养大鼠视网膜Müller细胞凋亡的保护作用及对Bcl-2和Bax表达的影响。方法提取大鼠视网膜神经细胞及胶质细胞进行混合培养,反复胰酶消化法提纯Müller细胞,随机分为空白组,高糖组及不同浓度rhEPO干预组,培养48 h后应用TUNEL法检测细胞凋亡情况,酶联免疫吸附法检测各组细胞上清液中Bcl-2和Bax蛋白的表达水平。结果 TUNEL法检测显示空白组见少量凋亡阳性细胞,高糖组阳性细胞明显增多(P<0.05),各rhEPO干预组同高糖组相比凋亡细胞明显减少(P<0.05)。酶联免疫吸附法见高糖组Bcl-2蛋白的表达降低而Bax蛋白表达增高,与对照组相比活性下降,而各浓度rhEPO干预组与高糖组相比细胞活力明显增强,Bcl-2蛋白的表达增加(P<0.05),Bax蛋白的表达降低(P<0.05)。结论高糖能够引发大鼠视网膜Müller细胞发生凋亡,而rhEPO能减少体外培养高浓度葡萄糖状态下大鼠视网膜Müller细胞的凋亡,并能明显增强Bcl-2蛋白的表达,降低Bax蛋白的表达。提示上调Bcl-2及下调Bax蛋白的表达可能是rhEPO对视网膜Müller细胞抗凋亡保护作用的机制之一。

两种大鼠视网膜Müller细胞培养方法比较

目的比较酶消化法与组织块法培养大鼠视网膜Müller细胞的效果。方法将新生3d的SD大鼠视网膜分离为小组织块,分别采用酶消化法与组织块法进行体外培养,采用换液时机械震荡等方法获得纯化的Müller细胞。从细胞形态学、细胞增殖及免疫细胞化学染色阳性率方面比较两种细胞培养方法的效果。结果酶消化法获得的Müller细胞数量多于组织块法(t=2.264,P<0.05),且用时短。两种方法培养的纯化Müller细胞增殖速度及免疫细胞化学染色阳性率比较差异无显著意义(P>0.05)。结论酶消化法是一种高效的大鼠视网膜Müller细胞培养方法。

基于FR-Sdaso的法国凤凰堆寿期末自然循环实验分析

系统分析程序是开展反应堆安全分析的重要工具之一,也可用于开展系统瞬态实验过程的分析。法国凤凰堆(Phenix)在停运之前开展的自然循环实验是钠冷快堆领域非常重要的系统瞬态实验,为研究钠冷快堆的瞬态特点提供了很好的参考。为分析此实验过程,利用自主研发的系统分析程序FR-Sdaso对凤凰堆进行建模,对其自然循环实验开展计算分析,并将主要参数的计算值与实验值进行了对比分析。结果表明,FR-Sdaso可较好地模拟此实验的瞬态过程,可用于开展钠冷快堆此类瞬态的安全分析。

池式钠冷快堆二回路系统故障模式及影响分析(FMEA)

核电厂的可靠性影响其安全性和经济性,池式钠冷快堆二回路系统是整个电厂的枢纽,其重要性不言而喻。本文把FMEA可靠性分析方法推广到核电厂的设计过程中。针对池式钠冷快堆二回路系统,建立FMEA分析步骤;通过FMEA分析,得出钠冷快堆二回路系统蒸汽发生器前后隔离阀是重要且关键设备,中间热交换器是重要设备,使设计人员更清晰了解系统的薄弱环节(设备、过程),可在设计阶段通过改进设计尽可能消除,并为后续系统设计提供借鉴。

CFR600乏组件转换桶内氩气空间三维传热数值模拟

利用商业计算流体力学程序STAR-CCM+,对中国示范快堆(CFR600)乏组件转换桶内的氩气空间及相关结构部件进行数值模拟计算,验证分析正常工况和事故工况下的预埋件的热工设计。研究结果表明,正常工况下预埋件的温度峰值满足设计限值要求,但预埋件的温度分布存在一定程度的不均匀性,并且当发生事故工况时温度分布的差异性明显增大。钠液面通过辐射换热和对流换热共同对设备构件产生影响,其中辐射换热起主要作用。对于钠液面辐射换热的主要决定因素为钠液面的发射率。本工作为乏组件转换桶的正常运行及安全分析提供了技术准备。

钠冷快堆中间热交换器模型的不确定度研究

核安全已成为人们日益关注的重大问题,不确定度评估是核反应堆最佳估算安全分析中的重要一环。本文概述了池式钠冷快堆CFR600中间热交换器的一维单管模型,并针对该模型,考虑了几何、物性、边界条件等输入参数不确定度的影响,分别利用基于改进的拉丁超立方抽样方法的统计类与基于正态误差传播公式的确定类分析方法,计算并对比分析了输出结果的不确定度。分析表明,两种方法适用性强、计算代价不高,二者不确定度评估结果非常吻合,在选定的输入参数分布下,给出了输出的标准不确定度和扩展不确定度。在95%的置信水平下,壳侧出口温度Tp,out的扩展不确定度不超过6.0℃,管侧出口温度Ts,out的扩展不确定度不超过4.5℃。

池式钠冷快堆主热传输系统瞬态研究

钠冷快堆是第四代先进核能系统的首选堆型,它因具有可增殖核燃料、嬗变放射性废物,以及高热效率发电等优势,成为先进核能技术发展的重要方向和标志.目前,我国正在设计和建造第二座钠冷快堆.快中子的物理特性、液态金属钠的热工水力学、复杂热交换器传热技术,以及钠-水蒸汽发生器技术等关键核心技术,给钠冷快堆技术的工程化带来特殊复杂的科学问题.文本中以钠冷快堆能量传输过程为对象,研究并建立用于分析各种能量传输和转换过程中大范围瞬态的数学物理模型,并采用凤凰堆自然循环和FFTF失流实验国际基准例题对模型进行了验证与确认,模型计算值与实验数据趋势一致且吻合较好.针对某典型池式钠冷快堆,综合采用工程评价和演绎分析法对电厂的四类瞬态事件进行了确定.其中,正常运行瞬态9个,偏离正常的预期瞬态23个,异常瞬态10个,紧急瞬态7个.采用所建立的数学物理模型,给出了每一类典型瞬态的分析结果,为系统和设备/部件的设计提供了重要依据,并为完成钠冷快堆瞬态工况和运行模式设计以及安全评价奠定了科学技术基础.

结膜小切口应用于硅油取出术的临床观察

目的探讨结膜小切15应用于硅油取出术的临床效果。方法回顾性分析2010年1月至2011年12月行硅油取出术78例79眼的临床资料，按手术方式分为A、B两组，A组29例30只眼，采用改良结膜小切口完成硅油取出术，B组49例49只眼，采用常规结膜切15完成硅油取出术，术后观察5天。结果两组手术时间差异无统计学意义（P=0．306）；术后1天、3天B组低眼压者明显多于A组，差异具有统计学意义（P=0．037、O．044），术后5天两组眼压间比较差异无统计学意义（P=0．055）；术后1天、3天、5天B组结膜充血程度较重，差异具有统计学意义（P=0．006、0．001、0．002）；术后1天、3天、5天两组角膜水肿程度比较差异无统计学意义（P=0．072、0．212、0．163）；术后第1天B组房水细胞数量较多，差异具有统计学意义（P=0．035），术后第3天、5天房水细胞比较无统计学意义（P=0．192、O．257）；术后第3天、5天A组患者舒适度高于B组，两组差异具有统计学意义（P=0．032、0．048）。结论结膜小切15改良应用于硅油取出术，手术损伤小，术后反应轻，恢复快。