核电站堆功率调节器的设计与改进

随着核电在我国能源结构中所占比例的逐步增加,一方面在电网需要进行网厂协调,使核电站能适应电网调峰、调频甚至电网AGC(Automatic Gain Control)方式的需求;另一方面在核电站,需要设计既适应以模式G为运行要求,又能保证其安全经济性能的控制系统。本文以反应堆为对象,对反应堆功率调节系统进行设计与改进,提出了三回路PID(Proportional,Integral,Derivative)控制系统保证控制棒棒位的精确控制。该方法跟踪调节性能好、鲁棒性强、能消除不可测干扰,对反应堆参与电网调峰具有现实意义。仿真结果表明了该方法的正确性和有效性。

主蒸汽管道断裂事故工况下停堆功率对安全壳影响分析

停堆功率水平对主蒸汽管道破口质能释放速率和释放总量影响较大,因此有必要研究分析主蒸汽管道破裂事故工况下停堆功率对安全壳完整性影响,以得到安全壳失效的安全裕度。应用非能动安全壳分析程序,建立了大功率非能动反应堆非能动安全壳冷却系统的热工水力模型,并以主蒸汽管道断裂事故为基准研究对象,研究了不同停堆功率水平下安全壳的响应。分析结果表明,保持设计液膜覆盖率,停堆功率为30%额定功率时安全壳内压力峰值最高;随着壳外液膜覆盖率降低,停堆功率为0%额定功率对应的安全壳内压力峰值增高但安全壳不会失效;干壳时,停堆功率为0%额定功率时安全壳超压失效。

200MW核供热堆功率自动调节系统的高可靠性控制器的设计

介绍了２００ＭＷ核供热堆功率自动调节系统高可靠性控制器的研究与设计．本控制器采用高性能的１６位单片微机８０９７，主控制器与１０个数采模块设计成模块化结构，每个模块由完全相同的硬件构成，各模块以其８位总线进行数据通讯，并以统一时钟和复位信号实现同步工作．整个控制器设计成三套完全相同三冗余度的控制系统，控制系统采用了三取二全同比的原理．经实验验证：本控制器的设计方案是可行性的．

重水型研究堆的堆功率和周期实时监测研究

指出了提高重水型研究堆运行的安全性，监测反应堆瞬时堆功率和周期的必要性，并介绍了一种简单易行的监测方法，提出了进一步改进的方向。

秦山CANDU堆功率测量校正和控制改进

本文介绍了秦山三核CANDU6堆功率测量、控制设备的分区布置,论述了反应堆功率控制信号的计算校正和反应堆的区域功率控制,从CANDU6核功率控制设备、堆物理角度浅析其实现分区精细控制的机理。

大功率质子交换膜燃料电池电堆膜电极一致性研究

随着燃料电池应用领域的拓宽以及应用规模的不断扩大,大功率燃料电池电堆的需求也不断上升。大功率燃料电池电堆的电压一致性是衡量或影响电堆性能的重要指标。对某公司生产的65 kW大功率电堆进行了单电池一致性的研究,考察不同运行条件对于电堆一致性的影响,并对其产生的可能原因进行了深入的研究和讨论。研究结果表明:在额定功率和给定的运行条件下,电堆表现出了较好的一致性;电堆输出功率、电堆温度和温差、反应气体计量比、气体湿度等对电堆膜电极一致性均有较大的影响。其中输出功率、空气计量比、气体湿度对于电堆一致性的影响最为强烈,输出功率增高、空气计量比和空气湿度降低均会大幅度降低电堆的一致性。在研究结果的基础上,提出了保持大功率燃料电池电堆一致性的运行条件的建议。可为改善大功率电堆的设计和优化大功率电堆的运行条件,及促进我国燃料电池技术及产业的发展提供参考。

池式钠冷快堆堆内自然循环余热排出设计研究

基于装量功率比约为1 t/MW的较典型池式钠冷大功率快堆的堆内自然循环设计,采用ERAC程序,对两组4种不同事故余热排出系统(DHRS)输入条件下,反应堆在紧急停堆后堆内的自然循环余热排出特性进行分析。结果表明,从DHRS启用到其对堆芯产生显著冷却效应,需要较长时间,在千秒量级。在该段时间内,堆芯余热的排出依靠反应堆固有的热工流体安全特性。随后,在堆内关键温度上升到限值之前启用DHRS带出池内热量,使堆内关键温度处于下降趋势即可满足安全要求;相比将独立热交换器(DHX)布置在冷池,将其布置在热池时,热池温度及主容器壁温相对要低,这有利于主容器的温度控制,其效果要优于布置于冷池。另外,不同布置会对堆芯盒内、盒间流流量产生影响,但总体上对堆芯的冷却效应影响不大;池式钠冷快堆余热排出设计中,要充分利用固有热工流体安全特性,降低对DHRS的时效性要求。可以考虑将全部的DHX都布置在热池,并缩小设备体积、降低散热功率设计值,或在不降低安全性的前提下选用其他更经济便捷的有效方式等,以此大幅降低余热排出设备投入成本,降低反应堆运行成本,提高经济性。本文研究结果可为我国后续的商用快堆、一体化快堆等池式液态金属堆的堆内自然循环设计提供重要参考。

堆外探测器读数与堆内功率分布的关系研究

通常认为堆外探测器读数与反应堆总功率之间存在正比关系,这其实很不合理,在实际运行过程中会出现很大的偏差。堆芯功率分布和堆外探测器读数的映射关系可以通过空间响应函数来更好地表达。论文介绍了空间响应函数的计算方法,压水堆的堆外探测器空间响应函数的特点、影响因素,以及其在反应堆功率重构中作用。

核电厂堆功率复合控制器的研究

反应堆功率调节系统是核电厂反应堆控制的核心。本研究以反应堆为对象,采用状态反馈加比例-积分-微分(PID)的复合控制结构对核电厂堆功率进行控制。状态反馈阵的存在能够明显改善堆功率系统的动态特性,并对系统的控制量进行有效地抑制;PID控制器对系统起到微调的作用。仿真结果表明,该方法的正确性和有效性。

芬兰首次完成核反应堆退役

【芬兰国家技术研究中心网站2024年6月18日报道】芬兰近期完成了研究堆FiR1退役。这是芬兰首次完成核反应堆退役,为今后商业反应堆退役积累了经验。该研究堆热功率为250千瓦,主要用于科研和放射性同位素生产,由芬兰国家技术研究中心(VTT)运营。它1962年投运,2015年关闭,2021年获得芬兰政府颁发的退役许可证。

采用堆芯外探测器监测堆内功率分布

堆芯外电离室是大多数反应堆上唯一的实时核测量探头。本文讨论了由堆芯外探测器监测堆内功率分布的必要性、可能性,提出了基于谐波综合法、探测器空间响应函数的由堆芯外探测器监测堆内功率分布的方法及其技术难点、关键技术。在低温供热堆、高温气冷堆上的初步数值验证结果表明,该方法是可行的。

钍——鈾栅零功率堆临界实验

本实验是在中国科学院上海原子核研究所的铀—水栅零功率实验装置上完成的。所用燃料组件是为秦山300MWe压水堆核电站零功率堆物理实验时所用的15×15核燃料组件。而钍元件是直径为φ8毫米的铝包壳四氟化钍(ThF_4)棒,可根据实验要求把铀和钍棒混列在一起,组合成五种不同水铀比(即2.051、2.225、2.490、2.827、3.080),以及中心一组钍元件条件下的外推临界和超临界周期内插,边界元件当量的实验测量工作。对实验结果进行了理论校算,取得了比较满意的结果。

钍－铀栅零功率堆临界实验（Ⅱ）及中子通量分布

在中国科学院上海原子核研究所零功率装置上完成了钍－铀栅分列元件的临界实验和中子通量分布测量。使用了直径８ｍｍ、加浓度３％的低浓铀燃料元件和同样直径的四氟化钍棒。实验数据与理论计算值符合较好。

大功率燃料电池堆氢气膜增湿系统实验研究

对70kW常压质子交换膜燃料电池堆氢气膜增湿系统的传热传质特性进行了实验研究。管壳式膜增湿器应用于大功率燃料电池堆氢气增湿系统具有增湿速率快、被增湿氢气润湿程度好的优点。利用液态水对氢气进气进行增湿,实验中被增湿后氢气总能够达到过饱和状态,氢气流量一定时,膜增湿器增湿水进出口温差随水流量增大而降低,氢气出口温度随着液态水流量升高而接近增湿水进口温度;增大增湿水流量能够降低增湿水通过膜增湿器前后温差。增湿水温度和流量一定时,燃料电池堆负荷增大,被增湿氢气出口相对湿度变化不明显。

低功率及停堆工况PSA中的电厂运行状态分析

电厂运行状态(POS)分析的目的是将核电厂低功率停堆运行这一连续的动态过程离散化,这是用事件树表示发展事故序列的必要条件。以某300 MW参考核电厂的设计、运行经验、操作规程等基础做为参考,采用相关准则进行详细的POS分析,得到合理的POS,并根据该参考电厂实际运行情况计算得到每个POS的持续时间。这项工作为开展低功率及停堆工况PSA奠定了重要的基础,其分析方法和內容为国內开展此项工作提供了参考。

相似性分析方法在零功率堆物理设计上的应用

对于新型反应堆的研究设计,零功率堆实验是不可缺少的阶段。为评估零功率堆和目标堆型间物理特性的相似程度,根据敏感性和不确定性分析技术,引入了3种评估系统间物理相似特性的指标。基于MONK连续能量下敏感性计算结果,编制了与其耦合的相似性分析程序,将分析程序的计算结果与TSUNAMI进行比较,结果显示符合良好。对两个主要相似性指标Ck和E大于0.95、大于0.9、大于0.8 3种情况进行了分析,结果显示,系统间的相似性指标大于0.9才能保证足够的相似性。以铅铋快堆为目标堆型,采用相似性分析方法对其进行了零功率堆物理方案的设计。

固体零功率堆用于中子照相的某些特性研究

中子照相，固态零功率堆。

用核噪声方法测量氢化锆零功率堆的瞬发中子衰减常数

瞬发中子衰减常数α是反应堆的重要动态参数,由次临界和临界状态下的瞬发中子衰减常数可以刻度出反应堆的次临界深度。在瞬发中子衰减常数的测量中,脉冲中子源方法是经常使用的非常成熟的方法。本文叙述另一种方法——核噪声方法测量瞬发中子衰减常数,这种方法使用中子探测器,探测堆内中子水平的涨落,通过对中子涨落信号的分析处理,导出瞬发中子衰减常数α。与脉冲中子源方法相比,核噪声方法的优点是测量方法简单。

低功率堆振动特性测试

介绍了试验模态分析的基本理论及应用该理论测定实际结构模态参数的主要方法，并以中国核动力院低功率反应堆的现场测试试验为例，介绍了测试工作的主要过程和数据处理方法，给出了左右热交换器及连接管道段前二阶固有频率和阻尼比，以及堆本体结构及堆池内出水管道段的前三阶固有频率、阻尼比和模态振型。

5MW低功率堆物理计算

本文介绍5MW 低功率堆(5MW LPR)的物理设计。堆芯32盒燃料元件按入堆初始燃耗分三区布置,可提供的总后备反应性△k_(eff)=0.09084。后备反应性的裕量很大,运行寿期受入堆元件初始燃耗的限制。卸料元件^(149)Sm 含量的减少释放正的反应性,故在达到平衡氙后的几天里,将会引起控制棒下插。