小型核动力装置抽真空启动过程热力特性及含氧量变化实验研究

在压水堆核动力装置启动阶段采用抽真空的方式对一回路系统进行抽气除氧,可以控制一回路冷却剂含氧量、减缓材料腐蚀并加快启动速度。为研究小型核动力装置一回路系统的抽真空启动特性,设计并搭建了小型核动力装置抽真空启动实验系统,通过实验获得了回路在抽气、注水、建立汽腔及升温升压过程中的温度、压力以及含氧量变化规律。结果表明:对于小型核动力装置,采用抽真空方法可以实现半小时左右完成抽气及注水过程,且回路冷却剂的溶解氧低于0.1×10^(-6)(质量分数);在抽真空过程中达到的真空度越高,启动过程中回路内冷却剂含氧量越低;通过分析启动过程中不同抽真空压力下的回路冷却剂含氧量,发现在水装量较小的核动力装置中,回路中未溶解的氧占有较大比重,需要进一步对氧气溶解的瞬态过程进行分析。

海洋核动力装备国内外发展现况与前景展望

海洋核动力装备是解决深远海资源开发中持久动力能源供给、海洋领域“碳减排”等问题的重要支撑。我国作为核电大国、海洋大国,虽然在核工业和海洋装备产业领域具有较好的优势基础,但在民用海洋核动力装备领域尚未实现“从零到一”的突破。本文基于对国内外海洋核动力装备发展实践研究,总结了海洋核动力装备的优势特性和技术策源,分析了未来海洋核动力装备发展的应用场景和主要趋势,厘清了我国发展海洋核动力装备的战略需求与问题,并提出了相关发展建议。研究认为海洋核动力装备总体呈现由军用向民用拓展、由陆地向海洋拓展的发展趋势,技术策源以紧凑型和一体化压水堆为主,装备类型近期将聚焦于海上浮动核电站和核动力破冰船。研究建议,通过顶层规划明确我国海洋核动力装备发展的重点应用场景,通过建立示范工程形成与发展需求相匹配的法规标准和监管制度等措施,突破海洋堆系统建造和核动力平台总装建造等方面的关键技术,推动海洋核动力装备高质量发展。

海洋条件下小型堆稳压器液位智能预测研究

浮动核电站的稳压器等设备受海洋条件影响发生空间位置变化并产生液面晃荡,导致现有压差测量方法不能反映容器内真实液位且易造成信号误触发。为研究海洋条件下稳压器的压差波动规律,优化液位测量方案,本文开展摇摆条件下稳压器液位测量实验;基于实验数据使用麻雀搜索算法优化极限学习机模型,构造了一种液位信号与摇摆角度、摇摆角速度、重力方向加速度、以及空间测点位置等海洋条件之间的回归预测模型。结果表明:本文所提出的麻雀搜索算法优化极限学习机预测模型具有速度快和精度高等优点,预测结果与实验数据在多种典型场景下均吻合良好,可为浮动核电站液位遥测及人工智能技术应用提供参考。

反应堆GGR系统辅助管系稳态振动评估与振动疲劳寿命分析

根据美国机械工程师标准(ASME-OM-S/G2000)规范及法国电力公司(EDF)标准振动评估方法,提出一套用于核电站小支管振动评估及振动疲劳寿命分析的方法,应用该方法对国内某核电站汽轮机润滑顶轴盘车(GGR)系统的辅助小支管振动问题进行评估研究,并计算了小支管系统的允许有效速度。根据振动速度的测量和计算结果进行敏感性评估;采用响应谱计算方法对管座处的应力水平进行计算,并与允许振动交变应力进行比较;采用瞬态动力学方法对管座处的应力时程响应进行计算,根据Miners线性损伤累积模型对管座的振动疲劳寿命进行评估。结果表明谱响应计算得到的振动交变应力幅值高于评估准则的振动交变应力允许值,该管线属于振动敏感管线;而通过瞬态振动寿命计算得到稳态振动疲劳寿命远远高于设计寿命,有较大的安全裕量。

一体化先进压水堆小型核电站堆芯燃料管理设计

采用SCIENCE核程序包进行装载方案的设计计算,确定了满足设计准则的各个过渡循环至平衡循环的堆芯。选择合理的平衡循环堆芯燃料的富集度、换料燃料组件数以及各循环的装载和换料方式,使平衡循环达到预定的2 a换料循环长度。堆芯采用低泄漏"内-外"式布置,旧燃料组件布置于堆芯外区。第一循环堆芯,高富集度的组件置于堆芯外区,低富集度的组件排列在堆芯内区。第二循环堆芯装入44个富集度为4.95%的新燃料组件,同时卸出44个旧燃料组件,旧燃料组件布置于堆芯外区。第三循环开始到反应堆寿期内的所有堆芯,都只使用含0、12和20根载钆燃料棒的燃料组件。各循环燃料组件最大卸料燃耗满足设计准则要求。

稳压器汽腔小破口失水事故的模拟

在研究稳压器汽腔小破口失水事故过程物理现象的基础上,对北京核电厂模拟培训中心模拟器中的反应堆冷却剂系统数学模型进行了改进,将两相流模拟分支加入到该系统模拟程序中去,得到了满意的模拟效果。文中给出了改进前、后模拟效果的对比,以及改进的结果与三里岛事故记录的对比。

核电站小支管焊接接头的老化监测和检测技术

介绍了压水堆核电厂典型的小支管焊接接头结构、典型老化机理和老化影响因素、役致缺陷分布、特征和失效影响,及其老化管理工作中存在的老化监测检测技术难点和需求。重点介绍了核电厂小支管及其插套焊焊接结构的完整性先进监测和检测技术的研究和应用情况,主要包括:相控阵超声技术在小径管及其插套焊焊接接头检测中的研究和应用;微焦点X射线CT成像技术在能力验证试块标准答案制作中的应用;小径管振动的非接触激光多普勒测量技术及其在小径管老化管理中的应用;基于瑞利散射原理的光纤在线监测应变-温度的研究和应用等。此外,分析讨论了上述监测检测技术的优缺点和进一步的研究和应用方向。

适用于浮动核电站检修时临时起重支架设计

本文针对海上浮动核电站检修工程中工作空间小、辐射剂量大、资源受限、平台浮动等基本问题,提出了一套便携式、高通用性的临时起重支架。采用调整支撑杆高度的方式,提高对不同地基高度使用的要求;采用自由组装的结构,提高设备的便携性及使用便捷性;采用轨道优化的方式,实现多点起吊的功能;采用螺栓螺母锁紧链接的方式,满足安全及稳定性的要求。为了满足设备材料的稳定性及成本性,以304不锈钢为主体材料,结合有限元仿真软件,对1000kg载荷作用下的主要结构的主要性能进行了计算分析,给出了相关计算的具体参数,仿真结果表明该设计可实现小空间环境内检修过程中设备(1000kg以内)的临时起重作业,对浮动环境下的起重作业提供一定的借鉴意义。

小型船用核动力装置运行支持系统人机界面设计研究

通过对小型船用核动力装置运行支持系统基本功能需求的分析,结合操纵员实际需要,对小型船用核动力装置运行支持系统人机界面进行了研究,并提出了优化方法;通过对人机界面的优化评估,改进了人机界面的薄弱环节,已能够初步适应操纵员使用需求。

核电厂小支管监督管理方法研究

针对国内外核电厂小支管运行过程中发生减薄、泄漏、疲劳断裂等多种形式的失效,严重影响核电站安全、经济运行的问题,在分析小支管主要缺陷及目前监督管理过程中存在弱项的基础上,提出了应用新检测技术优化小支管的检测,并系统地阐述了小支管监督管理的方法。

海上小型核动力厂设计中若干安全问题

随着海洋建设的大力发展,海上核能利用逐渐成为核工程及船舶工程领域的前沿热点。作为兼有核电厂与核动力船舶特征的创新产物,海上小型核动力厂在设计中考虑的制约因素将更为复杂。为促进制定满足通用核安全要求的总体设计方案、逐步建立配套的安全设计准则,以现行核电厂设计安全规定及安全审评原则为参考,结合核动力船舶的设计规范要求,就监管部门重点关注的若干安全问题进行探讨,并提出针对性的见解。相关内容对于海上小型核动力厂的工程设计与安全评价具有一定的参考意义。

海洋小型核电站安全标准体系建设初步研究

目前我国缺乏专门针对海洋小型核电站的安全标准体系,这极大的制约了海洋小型核电站的规范设计与技术审评。本文以现有核安全标准体系为依据,通过对比分析与总结,指出海洋小型核电站设计安全标准体系可以从纵深防御概念的细化、始发事件的选取等方面入手。上述工作对下一步海洋小型核电站安全体系的建立与完善有一定的指导意义。

ACPR50S小型堆核电站海上平台形式论证

海上浮式平台用于安装海上小型堆,提供必须的工作、生活场所,是整个海上小型堆核电站的基础平台。本文以渤海为海上小型堆核电站的工作海域,根据海上小型堆核电站的基本功能要求,论证海上浮式平台的形式。通过比较各种平台形式的水深适用性、可移动性、运动性能、稳性、安全性等性能,船型平台和圆筒型平台以水深适应性好、可移动性优、环境适应性强、成本低等特点较好地满足了设计要求,在渤海海域工作的海上浮式平台宜采用这两种形式。

串接小容量变压器预充磁技术参数设计

串接小容量变压器预充磁涌流抑制技术在船舶电力系统中应用广泛,但缺乏规范化的参数设计方法。推导了串接小容量变压器预充磁技术各次合闸最大励磁涌流峰值解析计算公式。基于此,以预充磁变压器合闸励磁涌流峰值小于系统额定电流,工作变压器合闸励磁涌流峰值小于差动保护启动值为原则确定可选预充磁变压器容量范围;从海洋核动力平台安全性、经济性角度出发规范预充磁电路结构;基于实际建立磁通与预期磁通相位一致原则规范预充磁变压器绕组接线方式;提出相邻周期涌流能量比方法计算变压器建立稳态磁通所需时间,规范预充磁最短合闸时间间隔。MATLAB/Simulink仿真结果表明,在不同合闸角、剩磁情况下,所设计的参数能够保证预充磁合闸过程中变压器差动保护可靠不误动。

小型核反应堆供电在海洋工程领域的应用前景

阐述一种技术成熟度高的核能作为接力能源的可能性,重点介绍核能发电的基本原理和核堆型式的分类,分析小型核反应堆的安全性优势,并借鉴俄罗斯在建浮动式核电站的经验,剖析核能在海洋油气勘探开发领域应用的可能性,认为小型核反应堆供电在未来海洋石油工程领域的应用前景广阔。

基于SMOTE与LSTM的核电厂小样本不平衡故障诊断

由于小样本不平衡数据的存在,对核电厂故障诊断准确率造成极大的影响,针对核电厂小样本不平衡的问题,文中提出一种合成少数类过采样技术(SMOTE)与长短期记忆(LSTM)深度神经网络相结合的算法进行核电厂小样本不平衡故障诊断,实验结果表明采用该方法进行故障诊断具有很高的诊断准确率。

核电厂反应堆小幅功率提升技术的应用

为了进一步提高我国核电厂的经济性,有必要在核电厂中开展功率提升技术的应用。本文针对小幅功率提升技术应用开展了技术分析和安全相关问题的研究,结合我国核电技术特点,提出如下建议:我国应制订核电厂功率小幅提升技术应用的指导性文件,为核电厂的工程应用和核安全审评提供依据;开展高精度流量计的研发工作,并建立超声波流量计测量不确定度分析、流量计的标定和校准、流量计的安装和维护等方法体系;提升安全分析报告中对功率提升敏感度较高事项的分析和审评能力。

大事件树法船用核动力装置中小破口失水事故评价

分析了满功率工况下船用核动力中小破口失水事故后安全功能需求、系统响应和操纵人员干预对堆芯损毁的影响,在对前沿系统和支持系统分析和简化的基础上,采用大事件树/小故障树方法建立了事故序列化模型。通过量化分析,找出了始发事件下导致堆芯损毁的支配性序列、支配性题头事件,提出了系统改进的建议。

海南“大机小网”下核电厂安稳策略研究

在核电机组投运后,海南"大机小网"问题比较突出。综合分析核电机组运行方式、故障方式、稳定和控制措施等相关情况,按联网和孤网运行方式对核电厂接入系统的稳定性进行深入探讨,提出针对核电厂安稳系统的策略功能及详细配置方案。比较和分析了核电厂安稳系统运行管理方式及主要风险,为其他核电厂安稳系统的设计及运行管理提供参考。

小业主模式下核电厂首次装料批准书联合执照申请的良好实践

目前,国内核电机组中,方家山核电工程是少数采取小业主模式下联合申请首次装料批准书的形式。通过与其他核电机组的比较,方家山核电工程的良好实践提出新的思路,以期对新建核电项目有一定的借鉴意义。