基于数字化系统的核电厂主控室手操器改造方案研究与实践

大亚湾核电站仪控系统以模拟电子技术为基础,计划在30 a大修期间进行数字化改造,期间将对一层模拟系统进行全面数字化改造,二层人-机接口设备仍沿用主控室硬手操器控制。根据市场调研情况初步确定了四种基于数字化系统的手操器改造方案,最终考虑功能一致性、产品可靠性、技术可行性、开发成本、输入/输出(I/O)信号分配效率、应用反馈等多方面因素确定了开发新手操器并通过标准I/O板件接口的整体改造方案,该方案能够实现手操器与改造后数字化系统的最优接口,有效提升I/O板件通道利用效率,同时通过丰富的软件算法块功能和数字化系统故障诊断功能,增加了执行机构手自动无扰切换及过程信号质量位强制切手动等改进措施,有效提升了机组设备控制的可靠性和稳定性,也为同类数字化改造项目提供了重要参考方案。

选区激光熔化成形304L不锈钢氦泡长大与辐照硬化行为

采用350 keV He+离子束在300℃下对沉积态和固溶态选区激光熔化成形(Selective laser melting,SLM)304L不锈钢进行辐照,辐照剂量为5×10^(16)ions/cm^(2),随后进行600℃保温1 h退火处理。利用透射电子显微镜(TEM)、正电子湮灭和纳米压痕仪研究氦泡的长大与材料硬化行为。系统对比了沉积态和固溶态两种状态的SLM 304L样品,结果表明:600℃退火处理时,沉积态SLM 304L不锈钢表现出优异的抗氦泡粗化能力,主要是由于沉积态样品中高密度位错和纳米析出物-基体界面等作为缺陷阱,有效抑制氦泡生长。此外,沉积态样品比固溶态样品具有更高的抗辐照硬化性能,退火处理后两者的硬化率分别为19%和51%。Orowan模型的计算表明,氦泡粗化程度的差异是造成两种状态下SLM 304L不锈钢硬化率不同的主要原因。

核电厂黑棒和灰棒对控制棒组件落棒时间影响研究与应用

为实现核电厂控制棒组件落棒时间的更精细化管理,根据中国改进型三环路压水堆(CPR1000)和改进型中国压水堆(ACPR1000+)核电机组控制棒组件在落棒过程中的受力分析以及在11台机组中的试验结果,研究发现在机组调试启动阶段和运行期间,堆芯流量分配差异对控制棒组件落棒时间的影响可忽略不计,但黑棒和灰棒因材质不同所引起的质量差异对落棒时间影响明显,因灰棒较黑棒质量少8.5kg,则灰棒较黑棒落棒时间平均长约4.6%,且试验结果与理论预期相符。据此,建议分别考虑黑棒和灰棒的落棒时间一致性检查,并首次提出了以5倍标准差作为落棒时间一致性检查评价验收准则,较原验收准则可实现更精准、更细化的落棒时间一致性评价。

IRWST硼溶液纯水注入搅混数值仿真方法研究

核电厂运行期间,为应对安全壳内置换料水箱(IRWST)内含硼水的蒸发或泄漏导致的水体损失,达到报警水位后需对IRWST进行补水。为满足核电厂安全要求,完成纯水补充操作并搅混一定时间后,池内水体需达到停堆硼浓度要求,防止从IRWST取到的含硼水浓度偏低,注入一回路后出现误稀释风险。本文通过三维数值模拟CFD方法,分析了采用组分输运模型的合理性,研究了纯水在双环IRWST内含硼水溶液的瞬时运输特性,获得了从开始搅混至IRWST池内硼浓度达到均匀所需的时间,为制定运行规程中IRWST搅混运行时间提供了理论依据。

基于泄漏率预测模型的蝶阀密封性能研究

为提高事故工况下安全壳隔离阀的密封性能,以某DN250蝶阀为研究对象,提出一种泄漏率预测方法.联合微细尺度下的密封副接触界面间隙流动的数值仿真和宏观尺度下的密封副力学变形特性仿真,建立了泄漏率与各种因素之间的定量关系.通过与实验测量结果比较验证了模型的有效性.将该模型应用于密封性能影响因素分析,结果表明:减小密封面粗糙度、增大密封副过盈量,严格防止阀板负角度位移发生等,可以有效控制蝶阀的泄漏率,而材料硬度对泄漏率的影响并不显著.在分析的基础上,提出以泄漏率为直接指标确定阀门密封副最小过盈量的方法,可有效指导阀门密封副的设计与维护.

堆内构件正方形布置开圆孔平板结构辐照效应温升半解析解

压水堆堆内构件中存在较厚的多孔板结构,其辐照效应带来的温升比较显著。由于结构的复杂性,其温升一般通过有限元方法计算得到。针对堆内构件正方形布置开圆孔平板结构,本文采用半解析方法计算其在辐照效应下的最大温升,得到了该结构的温升计算公式,并将其计算结果与有限元结果进行对比,结果表明:当γ释热率峰值的径向范围大于4倍孔心间距时,公式计算的最大温升与有限元结果偏差在2%以内,且公式计算的最大温升所在位置厚度方向的温度分布与有限元结果比较吻合。