10 MW高温气冷实验堆燃料元件装卸系统研制

根据国际上类似系统的设计和运行经验,彻底改进了10MW高温气冷实验堆(HTR 10)燃料元件装卸系统的单列器、碎球分离器、提升器、控制系统,以使系统变得更为简单、可靠。改进后的设备均在全尺寸实验装置上进行过试验。系统的调试试验和初装料运行表明:该系统的性能满足HTR 10的要求。

气力输送在10MW高温气冷实验堆吸收球停堆系统中的应用

吸收球停堆系统是 10MW高温气冷实验堆 (HTR- 10)的第二停堆系统，本系统利用负压输送过程，将在紧急停堆时进入堆芯反射层孔道内的 B4C小球输送到位于堆顶的贮球罐内，实现正常开堆或反应堆再临界。气力输送技术应用于反应堆工程是一种新的尝试与探索，由此带来了一些新的课题有待进一步的理论和实验研究。本文运用密相输送理论计算了气力输送过程中氦气与 B4C球的气固两相流阻力，并对该系统的最大可信故障进行了理论分析，为该系统的参数设计及设备选型提供了理论依据。

10MW高温气冷实验堆初装堆方案设计初步分析

设计了10MW高温气冷实验堆初装堆的两个方案(方案1为“普通燃料球+石墨球”,方案2为“普通燃料球+天然铀球”),采用高温气冷堆物理设计程序包VSOP对其进行分析计算,结果表明:两方案均能实现比较平稳地向平衡态过渡.就过渡过程中的单球最大功率、最大燃耗等参数而言,方案2优于方案1.

10MW高温气冷实验堆工艺系统的辐射源及屏蔽设计

介绍了10MW高温气冷实验堆（HTR-10）与氦冷却剂相关的工艺系统各设备中的辐射源，并以QAD-CG程序完成了各设备间的辐射屏蔽计算。计算结果表明，工艺系统各设备中的辐射源强较低，即使对这些设备不进行附加屏蔽，其大多数设备外表面处的辐射剂量率仍满足限定工作区剂量率管理限值要求，并且对这些设备所在的房间进行整体屏蔽的要求不高（10～20cm厚的温凝土即可）。因此，建筑物结构设计厚度就能满足要求。

10MW高温气冷实验堆首次装料和趋近临界

介绍了由作者自己研制的先进的数字化物理启动系统在 10MW高温气冷实验堆首次装料和趋近临界的试验过程和结果 ,试验验证了物理计算的结果 ,说明物理计算模型和所选参数是合理的。

10MW高温气冷实验堆吸收球停堆系统设备热态试验

碳化硼吸收球停堆系统是 10MW高温气冷实验堆的第二停堆系统 ,其功能是 ,在控制棒失效时 ,吸收球落入反射层的吸收球孔道 ,以达到紧急停堆的目的。介绍了在堆外、空气介质、150℃工作温度条件下 ,对吸收球传动机构设备进行的热态考验、传动试验和落球试验。结果表明 ,吸收球停堆系统 7套设备均达到了传动机构工作正常、落球时间在 3min之内、球位指示正确等设计要求。 7套设备安装到 10MW高温气冷实验堆上之后 ,在堆上进行了氦气介质下的热态落球试验 ,其结果达到设计规范的要求。

10MW高温气冷实验堆的地震监测系统

为了保障地震发生时 10MW高温气冷实验堆 (HTR- 10)的正常运行和安全停堆，设置了地震监测系统。该系统按无人值守方式设计，主要由高灵敏度的加速度传感器、高可靠性的工业控制计算机和成熟的地震分析软件组成，信号采集处理采用了最新技术。系统监测三个测点的九路加速度时程信号，判断为地震信号后计算峰值加速度，超过报警阈值时即向主控室提供声光报警信号；系统同时计算响应谱和设计响应谱，并与理论设计响应谱进行比较，最后打印出地震报告。抗震试验和性能试验结果表明，该系统符合抗震设计要求，其功能覆盖并超过了组合使用的多种地震监测仪表。

10兆瓦高温气冷实验堆仿真和控制设计集成系统研究

开发了结构紧凑、扩展性强、人机界面友好的高温堆可视化仿真和控制集成系统HTRSC。它采用代码算法和模型数据分离的仿真建模方法 ,基于球床式高温气冷堆系统分析程序THERMIX ,具有工程设计、控制研究、自动组态和过程仿真等多种功能 ,实现了高温堆仿真和控制系统可视化设计的有机结合。HTRSC不仅对HTR 10的设计、运行和培训具有实用意义 。

10MW高温气冷实验堆（HTR-10）燃耗测量系统控制方案的改进

基于10MW高温气冷实验堆（HTR-10）的FCA系统及CFC系统的设计原理及运行规程,在不改变FCA系统原有设备部件的前提下,对FCA系统运行逻辑关系进行了优化,改进了原燃耗测量程序,实现了燃耗测量过程的自动运行及测量结果的自动建库.在此基础上,设计了CFC系统与FCA系统PLC的通信协议,实现了燃耗测量流程与控制系统的实时数据通信.上述改进的结果使得燃料装卸流程不再需要另设运行班组,提高了效率,将人为操作的步骤最少化,降低了误操作的可能性.

10MW高温气冷实验堆安全分析要素的定期安全审查

10 MW高温气冷实验堆(简称HTR-10)是我国第一座模块式高温气冷堆,由清华大学核能与新能源技术研究院(核研院)设计。按照我国核安全法规的要求,并经过国家核安全局的批准,核研院于2012年开始对10 MW高温气冷实验堆进行定期安全审查(简称PSR),安全分析是本次审查的重点安全要素之一。本文对安全分析要素审查的主要内容作了概述,并给出了核研院对本次审查的内部评价。

10MW高温气冷实验堆氦气安全阀的密封设计与试验

10MW高温气冷实验堆 (HTR 10 )一回路安全泄放系统安装两台核一级氦气安全阀 ,该阀对反应堆一回路进行超压保护 ,是保证HTR 10安全的重要设备之一。本文介绍了氦气安全阀的密封要求与密封结构特点 ,并按相关规范要求对其密封性能进行了试验 ,其验结果表明安全阀的密封性能满足设计要求 。

10MW高温气冷实验堆硼吸收球停堆系统气力输送模拟试验研究

吸收球停堆系统是10MW高温气冷实验堆(HTR 10)的第二停堆系统,于紧急事故停堆之后、重新开堆之前投入运行,利用负压输送过程将在紧急停堆时进入反应堆堆芯落球孔道内的中子吸收球输送到位于堆顶的贮球罐内,实现正常开堆或反应堆再临界。运用气力输送的密相输送理论,对回路各部件和各管段的气固两相流阻力进行计算,并在1∶1模拟试验台架上,以空气和氦气为载体,真实硼吸收球为物料,进行了气力输送试验研究。试验数据与理论分析相符合,吸收球第二停堆系统的气力输送功能满足HTR 10工程的技术要求。

10MW 高温气冷实验堆吸收球停堆系统的设计

介绍了吸收球停堆系统的设计原则，分析了不同参数对系统设计的影响，并对吸收球停堆系统的最大可信事故进行了分析。分析表明，本吸收球停堆系统的设计能实现在任何工况下的启动和运行，不会发生失效。

开拓核能技术的明天——记“10兆瓦高温气冷实验堆”重大科技创新成果

10兆瓦高温气冷实验堆是国家高技术计划的重大标志性成果。该实验堆的建造成功表明,我国已初步掌握了高温气冷堆燃料元件制造的核心技术,设备研制的关键技术,系统集成和设计技术,形成了拥有我国自主知识产权的创新技术,在该领域跨入国际先进行列。

10MW高温气冷实验堆运行许可证申请审评

根据现行核安全法规和导则的要求,在10 MW高温气冷实验堆运行许可证申请文件及定期安全审查报告审评过程中,对构筑物、系统和部件的设计及实际状态方面问题、安全分析方面问题、设备合格性管理方面问题、老化管理方面问题、调试和试运行情况、运行阶段质量保证大纲等进行了重点关注。此文着重叙述了对这些重点问题和方面的审评考虑。审评结果显示,这些重点问题和方面均按要求得到了适当的处理。

10MW高温气冷实验堆应急电源的自动控制

为保证 1 0 MW高温气冷堆备用柴油发电机组的可靠运行 ,机组控制系统采用了以 PLC为核心的设计方案。文中介绍了机组的主要运行方式及其控制系统的结构、控制要求 ,实现了机组运行过程的自动控制、状态监测、系统管理及故障诊断和报警等功能。该机组已在 1 0 MW高温堆中安装调试完毕 ,并正式投入运行。

10MW高温气冷实验堆满功率下的动态特性研究

根据高温气冷实验堆HTR-10的运行特点和控制要求,利用清华大学核能与新能源技术研究院开发的用于仿真计算的系统--10MW HTR-10仿真控制支持系统,进行了HTR-10满功率下动态特性的仿真研究,研究了HTR-10满功率时在外加反应性、氦流量、给水流量变化下的动态特性规律,并将得出的系统动态响应的仿真结果与反应堆在3MW低功率运行时的试验结果作了比较,发现动态特性变化规律一致,验证了仿真控制支持系统的准确性,同时获得了HTR-10满功率下的主要动态特性:由于HTR-10具有很大的负温度反馈系数,只用控制棒很难调节堆功率;而氦流量的变化对堆功率影响很敏感,二者几乎成线性变化,适于负荷变化的功率调节;给水流量的变化对核功率和热氦温度等一回路的参数影响不大,但对蒸汽温度等二回路参数影响显著,适合于蒸汽温度的调节.

10MW高温气冷实验堆过球计数信号实时处理方法

研究了基于10MW高温气冷实验堆过球计数系统的过球计数信号实时处理方法。该方法采用了相对幅值的信号峰提取技术,消除了绝对幅值变化带来的不利影响,准确性高,处理速度快。滤波算法除了可加快信号峰的提取速度外,还能消除噪声干扰,并自适应地确定无球通过时的参考电平,解决了信号的零点偏移问题。该方法在信号采集的同时实现信号连续处理,且支持强大的并行运算,可同时处理多个信号通道。

浅析10MW高温气冷实验堆对于高温气冷堆示范工程的作用

介绍了10MW高温气冷实验堆(简称HTR-10)工程的实践经验成果,论述了HTR-10的成功对于高温气冷堆示范工程的现实意义。