小型自然循环铅铋快堆无保护超功率事故不确定性分析研究

典型瞬态事故对铅铋快堆安全运行具有极大挑战,将不确定性量化分析方法应用于瞬态事故计算,可降低瞬态安全参数的“不确定带”,更精确地评估反应堆安全特性。基于自主开发的快堆分析程序CFD/PFS,采用非参数统计法开展了小型自然循环铅铋快堆无保护超功率事故(Unprotected Transient Overpower,UTOP)的不确定性分析。首先,通过文献资料以及工程经验判断,考虑了三类不确定性输入参数:热工水力模型参数、中子物理模型参数以及燃料制造公差;然后,采用拉丁超立方对输入参数进行抽样,对瞬态安全参数进行不确定性量化分析,并通过相关系数分析法评估输入参数对瞬态安全参数的敏感度。分析结果表明:包壳、燃料峰值温度等目标参数的不确定带均能包络名义值;燃料峰值温度容忍上限值为2 757.25 K,包壳峰值温度容忍上限值为1 208.66 K;稳态燃料平均温度以及反应性反馈系数是最主要的不确定性来源。

钠冷快堆熔断式非能动停堆系统方案设计

为保证和增强池式快堆的安全性,通过对比分析现有的非能动停堆装置,基于将某些合金在特定温度下拉伸强度发生突变的特性作为钠冷快堆非能动停堆的触发条件,提出了一种钠冷快堆熔断式非能动停堆系统的设计概念,能在发生无保护超功率事故或无保护失流事故的情况下引入负反应性。针对中国实验快堆(CEFR)的设计完成了熔断式非能动停堆系统的方案设计论证,并利用分析程序DYN4G对这一非能动停堆系统在CEFR无保护事故下的响应情况进行了模拟计算,由此得到了其组件设计的关键参数。分析结果表明,通过合理设计,在发生无保护事故时,熔断式非能动停堆系统能有效降低事故情况下的堆芯燃料组件及冷却剂的温度,进一步提高了钠冷快堆应对严重事故的能力。

小型铅铋冷却快堆瞬态安全分析

本文基于多通道热工模型与功率计算模型,在快堆分析程序SARAX的基础上开发了可用于分析小型铅铋冷却快堆在无保护超功率事故、无保护失流事故及无保护失热阱事故发生时瞬态安全特性的计算功能,并利用该程序计算了在不同事故情况下,堆芯反应性、功率以及热工参数随时间的变化,分析评价了堆芯的中子学和热工水力学性能。结果表明所设计的堆芯在发生事故时具有固有安全特性。

小型自然循环铅冷快堆超功率失热阱并发瞬态分析

基于100 MW级小型自然循环铅冷快堆(SNCLFR-100)建立一回路冷却系统模型,利用RELAP5程序进行初始稳态运行验证。对有/无保护超功率失热阱并发、有保护超功率失热阱并发事故进行瞬态安全分析。结果显示:在有保护超功率失热阱并发事故过程中,停堆保护作用使反应堆处于安全状态;而对于无保护情况,由于反应性负反馈作用,500 s内反应堆实现自动停堆,冷却剂、包壳及燃料芯块温度均低于安全限值。瞬态模拟验证了该新型反应堆良好的自然循环特性与固有安全性。