系統(tǒng)安全分析程序在超臨界水冷堆和鈉冷快堆上的適用性研發(fā)與應(yīng)用.pdf

1、系統(tǒng)安全分析程序（以下簡(jiǎn)稱(chēng)系統(tǒng)程序）是對(duì)反應(yīng)堆系統(tǒng)進(jìn)行瞬態(tài)和事故安全分析的重要工具。在近十年來(lái)第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)研發(fā)熱潮背景下，國(guó)際核能界針對(duì)第四代反應(yīng)堆系統(tǒng)程序開(kāi)展了大量研究工作。由于輕水堆系統(tǒng)程序發(fā)展成熟，經(jīng)過(guò)了全面系統(tǒng)的驗(yàn)證和廣泛的應(yīng)用，其中一些被加以修改以適用于第四代核能系統(tǒng)。這些修改后的程序的適用性及可靠性還有待進(jìn)一步研究。
　　 本文針對(duì)第四代反應(yīng)堆中的超臨界水冷堆和鈉冷快堆進(jìn)行系統(tǒng)程序的模型開(kāi)發(fā)、驗(yàn)證與應(yīng)用研究。首

2、先對(duì)輕水堆系統(tǒng)程序ATHLET在這兩種第四代堆型上的適用性進(jìn)行評(píng)價(jià)，在此基礎(chǔ)上對(duì)ATHLET程序進(jìn)行二次模型開(kāi)發(fā)，即開(kāi)發(fā)適用于超臨界水和鈉兩種流體的相關(guān)計(jì)算模型，獲得多流體系統(tǒng)程序ATHLET-MF(Multi-Fluid);其次，對(duì)修改后的ATHLET-MF程序進(jìn)行初步驗(yàn)證，并采用法國(guó)PHENIX鈉冷快堆的自然對(duì)流實(shí)驗(yàn)對(duì)程序進(jìn)行評(píng)估;最后，將ATHLET-MF程序應(yīng)用于超臨界水冷堆燃料性能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)回路的安全分析，并提出對(duì)該實(shí)驗(yàn)回路的安

3、全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改進(jìn)意見(jiàn)。
　　 論文的主要工作包括:
　　 1.ATHLET程序的適用性評(píng)價(jià)與多流體模型開(kāi)發(fā):
　　 (1)就ATHLET程序?qū)ΤR界水冷堆和鈉冷快堆的適用性進(jìn)行分析;
　　 (2)增加超臨界水的物性計(jì)算、傳熱、壓降、臨界流模型;
　　 (3)增加鈉的物性計(jì)算、傳熱、壓降模型;
　　 (4)引入多流體通用接口，將針對(duì)超臨界水和鈉兩種流體的程序擴(kuò)展整合為多流體模型，獲得ATHL

4、ET-MF程序版本。
　　 2.ATHLET-MF程序多流體模型的初步驗(yàn)證與評(píng)估:
　　 (1)超臨界水冷堆擴(kuò)展功能的初步驗(yàn)證，包括與理論計(jì)算對(duì)比、程序比對(duì)驗(yàn)證;
　　 (2)鈉冷快堆擴(kuò)展功能的評(píng)估，即PHENIX反應(yīng)堆自然對(duì)流實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 結(jié)果表明:ATHLET-MF程序?qū)ΤR界水冷堆和鈉冷快堆系統(tǒng)的瞬態(tài)模擬具有良好的適用性和可靠性。
　　 3.ATHLET-MF程序多流體模型的應(yīng)用，即超臨

5、界水冷堆燃料性能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)回路的安全分析:
　　 (1)計(jì)算分析了5類(lèi)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，包括冷卻劑喪失、主泵卡軸、實(shí)驗(yàn)回路斷電、冷卻劑流道堵塞、以及由于壓力管內(nèi)部構(gòu)件破裂導(dǎo)致的冷卻劑旁流事故;
　　 (2)針對(duì)初始安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺陷提出改進(jìn)措施:增加了2個(gè)安全信號(hào)，提出長(zhǎng)期余熱排出方案并進(jìn)行了可行性分析;
　　 (3)對(duì)安全系統(tǒng)的部分設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析，提出對(duì)安全系統(tǒng)控制信號(hào)及設(shè)備參數(shù)的建議。
　　 本文