抽凝背汽轮机机组在NHR200-Ⅱ型热电堆的应用研究

NHR200-Ⅱ型热电堆可靠近作为热负荷中心的城市建设,可作为城市供热、降低大气污染的清洁能源。抽凝背汽轮机机组具有运行方式灵活、能源利用率高等特点,拥有极限供热/供电能力。对某热电堆厂址进行经济技术分析后推荐采用抽凝背汽轮机机组,其经济性优于其他机型,能满足不同季节的供热需求。

基于RMC的NHR200-Ⅱ供热堆寿期分析

为深入研究NHR200-Ⅱ供热堆的寿期物理特性,采用国内自主研发的蒙特卡罗程序RMC对NHR200-Ⅱ反应堆进行了pin-by-pin精细建模,开展了全堆寿期计算与分析,计算了冷态零功率、热态零功率下的关键特性参数及考虑热工和临界棒位反馈下的热态满功率寿期燃耗,给出了keff及功率分布。结果表明,NHR200-Ⅱ供热堆具有较好的物理寿期特性,进一步验证了RMC程序在全堆精细模型寿期分析中应用的可行性。

NHR200-Ⅱ卧式蒸汽发生器的比例缩放试验设计

为拓宽200 MW低温核供热堆(NHR200-Ⅱ)的应用范围和提高其经济性,重新对其中间回路进行设计,并提出包含卧式蒸汽发生器(HSG)在内的新型过热蒸汽供应系统。因原型尺度的验证试验成本高、周期长,故采用多级双层比例分析(H2TS)方法对HSG内的两相自然循环开展比例模化分析研究,并通过理论推导给出了在等物性条件下的比例分析准则和不同比例条件下的比例数值。原型和模型均选用水作为试验工质,再结合RELAP5程序对原型和模型进行仿真建模。仿真计算结果表明模型和原型的关键参数比例关系符合理论推导结果。综合考虑试验经济性、准确性、安全性等因素,最终确定模型和原型的长度比例为1∶4作为后续验证试验的长度比值,对应的功率比为1∶96。

小型一体化全功率自然循环压水堆NHR200-Ⅱ技术特点及热力市场应用分析

在减少温室气体排放、缓解空气污染的需求背景下,减少化石能源消耗、增加核能在一次能源消耗中的占比,已成为科技界和产业界的共识。清华大学聚焦居民供热、工业蒸汽、海水淡化等需求,同时兼顾偏远地区发电需要,自主研发了能够产生1.6 MPa饱和蒸汽的小型模块化压水堆NHR200-Ⅱ。该堆采用一体化布置、全功率自然循环、自稳压、非能动安全的设计理念,设有中间隔离回路,可实际消除大规模放射性释放、技术上无需采取场外应急措施,可贴近城市周边和最终用户建设;同时,系统设计简化、运行操纵简单、放射性废物量少,保障了该技术具有经济竞争力。经过试验堆建设和30余年的持续攻关,该技术已具备示范应用条件。

低温供热堆研究进展

经过堆型论证、试验堆建设、商用堆攻关、系列堆型开发等四个阶段的发展,低温供热堆技术的固有安全性和技术成熟性已得到充分验证。作为清华大学核能与新能源技术研究院(简称“清华大学核研院”)最新开发的小型模块化压水堆,NHR200-Ⅱ保持了低温堆系列堆型的技术特点,采用一体化布置、全功率自然循环、自稳压方案,设有中间隔离回路和非能动安全系统,可实际消除大规模放射性释放、技术上无需采取场外应急措施,系统简化、运行操作简单,能够满足居民供暖、工业蒸汽、海水淡化、热电联供等多种需求。随着节能减排、空气污染治理等需求的逐步增强,NHR200-Ⅱ有望成为我国北方地区率先部署实施的供热堆型。