压水堆燃料元件腐蚀产物沉积行为试验研究进展

压水堆(PWR)燃料元件表面腐蚀产物沉积(CRUD)对系统稳定可靠运行产生诸多不利影响,因此研究压水堆燃料元件腐蚀产物沉积的关键影响因素,并针对性地开发CRUD缓解技术,对压水堆的安全和高质量发展至关重要。归纳了压水堆燃料元件表面CRUD试验研究的重要结果,总结了包壳表面CRUD对系统运行的危害,回顾了CRUD的分析表征结果,介绍了不同研究机构建立的堆外动水回路试验方法,重点分析了材料性质、热工水力特性、冷却剂化学条件及腐蚀产物特性对燃料元件表面CRUD的影响规律,调研了CRUD缓解技术及相关应用,并对后续试验研究方向提出了建议。

压水堆核电厂仪表控制与计算机化的发展概况

阐述了当今世界压水堆核电站（ＰＷＲ）仪表与控制及自动化设备的发展概况；描述了模拟仪表与控制所存在的缺陷和问题；重点论述了当代先进核电站数字化仪表控制、保护系统与先进主控制室的性能和对计算机化仪表控制提出的要求。

压水堆核电厂蒸汽发生器老化机理及其影响因素

蒸汽发生器是核电厂重要的核安全设备,其管束是最易发生失效的部位。基于国外核电厂实际运行经验与试验研究结果,概述了蒸汽发生器主要老化机理及其影响因素,明确了老化机理、老化缺陷、老化起因间的相互关系。该成可果为我国制定相应的压水堆核电厂蒸汽发生器老化管理大纲、实施定期安全审查,进而开展系统的寿命管理起参考作用。

用于压水堆核电站蒸汽发生器污垢清除的新型分散剂技术

国外PWR核电站分散剂技术的实践经验证实分散剂的添加可促进腐蚀产物的排污,在核电产业表现出了很高的实用性和良好的应用前景。围绕分散剂的应用现状、合成工艺进行了论述,并就国内研究现状提出了建议。

压水堆燃料组件抗震试验研究

燃料组件属I类抗震物项,其抗震问题直接关系核电厂运行安全,通常需通过抗震试验验证反应堆燃料组件抗震分析方法的合理性。本文模拟反应堆实际堆芯燃料组件安装方式,设计压水堆燃料组件抗震试验件与试验装置,针对不同组件数量布置方案,在高性能地震模拟振动台上开展试验研究。结果表明,水介质中燃料组件的第一阶频率为2.96 Hz,最大冲击力出现在燃料组件偏中间位置处,试验获取了地震作用下燃料组件的格架冲击力、格架相对位移、模拟堆芯板与围板的加速度等响应。试验结果可用于设计基准事故工况中燃料组件抗震分析模型的建立与分析软件的验证。

压水堆燃料组件附加质量仿真研究

为了准确探究反应堆冷却剂与燃料组件间存在流固耦合行为对燃料组件振动特性的影响,本文采用计算流体动力学(CFD)软件Fluent平台,运用其中的动态网格技术,以压水堆燃料组件为研究对象,通过建立燃料组件模拟棒束、堆芯围板以及冷却剂模型,实现燃料组件与堆芯围板分别单独运动工况的燃料组件附加质量计算。结果显示:燃料组件运动工况下,燃料组件附加质量系数均值为2.4712;围板运动工况下,燃料组件附加质量系数均值为–3.4713,均与文献值偏差小于5%。叠加附加质量后,燃料组件振动频率计算值与水中振动试验测试结果偏差小于5%,验证了分析方法的合理性。本研究建立的仿真计算方法能够用于压水堆燃料组件附加质量计算。

商用压水堆核燃料研发进展与应用展望

压水堆(PWR)是目前核电厂反应堆的主力堆型,而核燃料是反应堆的能量源泉和放射性裂变物质的主要来源,关乎核电厂的经济性和安全性。本文对当前国际上面向商用PWR应用研发的掺杂UO_(2)燃料、高铀密度燃料、微封装燃料和金属燃料的性能特点、技术状态及前景进行了归纳和评价。在掺杂UO_(2)燃料中,大晶粒燃料具有较高的技术成熟度,将在PWR实现大规模商用;高铀密度燃料和金属燃料在高温水腐蚀氧化问题以及事故下的行为仍待研究解决;具有极致安全的微封装燃料更适合特殊用途的小型反应堆。应协同开展先进燃料组件设计、建立设计准则以及研发高保真的性能分析技术等,以充分发挥新型燃料的可靠性及高燃耗优势。

适用于新型PWR燃料组件的CHF关系式的开发及应用

以中国核动力研究设计院(NPIC)的棒束临界热流密度(CHF)实验数据为依据,基于具有自主知识产权的子通道分析程序CORTH,采用最小偏离泡核沸腾比(DNBR)点法开发了适用于新型压水堆(PWR)燃料组件的CHF关系式(CF-DRW关系式)并对其进行了应用分析。典型事故分析结果表明,采用CF-DRW关系式的计算结果相比FC-2000关系式具有相当或者更大的热工裕量。

控制棒尖齿效应中非均匀不连续因子处理技术

为了在压水堆(PWR)中限制控制棒尖齿效应,燃料管理计算程序系统NECP-Bamboo中的变分节块法(VNM)在之前的工作中通过将截面用分片多项式展开,具备了处理非均匀截面的能力。但半插的控制棒同时在节块表面带来了非均匀的不连续因子(DF)。本文提出了一个可以完全解决这个问题的方案。首先,通过包含非均匀不连续因子的表面积分将非均匀不连续因子显式地表达在变分节块法的泛函中,然后用分片多项式展开不连续因子,使其出现在响应矩阵的构建中。与现有的再均匀化方法相比,BEAVRS基准题的数值结果表明,含非均匀不连续因子的非均匀变分节块法可以消除控制棒尖齿效应,同时获得更准确的功率分布。

基于无量纲准则数的整体效应试验数据适用性验证方法探究

在进行核反应堆与核动力装置安全性评估的过程中,一般需要基于相似比例法则建立整体效应试验(IET)或分离效应实验(SET)台架,为安全性能验证与评估提供数据支撑。作为衡量比例相似程度的重要参数,无量纲准则数可以对特定物理现象做出独立于台架特性、装置尺寸等的表征,因此可以用于比例设计的合理性验证以及实验数据的适用性评估。对无量纲数的跨台架应用可以避免过量重复性实验,也可辅助评估单一台架未能准确复现的某个物理现象。为了探索无量纲数在比例分析和实验数据适用性评估中的应用方法和原则,本文针对传统压水堆的小破口失水事故(SBLOCA),基于RELAP5数值模拟结果,使用自上而下的比例分析方法对整体效应试验台架LOFT和LOBI进行无量纲参数计算和数据对比。分析结果表明,与破口质量流出、堆芯衰变热、一回路压力等重要现象和参数相关的无量纲数跨台架吻合较好;而与回路摩擦阻力、回路浮升力等相关的无量纲数比率有较大失真。本文采用的无量纲分析方法预期可用于同类型试验台架的实验数据互验,并为新堆型的开发和验证提供参考。

秦山核电厂320MWe机组汽轮发电机组增容改造的堆机电匹配研究

在初步分析秦山核电厂320 MWe机组堆机电匹配的条件、传统方法和特点基础上,应用当前先进和高效的热工水力计算、管道阻力计算和热平衡计算软件,以机组增容改造的要求功率为目标,在确保核岛堆功率不超过加强工况功率的前提下,根据蒸汽发生器(SG)出口主蒸汽的不同压力、不同流量,按照一定的步长,同时考虑不同的给水温度、合理的主蒸汽管道阻力、优化的冷端参数,结合当前汽轮发电机组的设计、制造先进技术,进行热工水力和热平衡迭代计算,形成了优化的汽轮机进口主蒸汽参数及机组发电功率,在满足实现功率目标的同时,机组效率也得到一定提升。机组增容改造后,堆机电的参数及性能能够得到更好地匹配,机组的运行也更为安全、稳定和经济。