基于RELAP5-HD的先進(jìn)壓水堆仿真研究.pdf

1、AP1000是西屋公司在繼承傳統(tǒng)壓水堆成熟技術(shù)，并吸取其長期積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的三代+壓水堆，它是一個(gè)革新性的設(shè)計(jì)，符合美國核管會安全評審要求，并滿足先進(jìn)輕水堆用戶要求文件。AP1000是一個(gè)單堆布置的兩環(huán)路核電廠，其凈電輸出功率為1117MWe。與傳統(tǒng)壓水堆核電廠相比，其最主要的特點(diǎn)就是使用了非能動(dòng)安全系統(tǒng)，利用非能動(dòng)特性，如壓縮氣體儲能，重力勢能，自然循環(huán)等代替能動(dòng)設(shè)備如泵，交流電源等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而使得電廠的安全性和可靠

2、性得到大幅提升。AP1000的非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)包括非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)和非能動(dòng)安全注射系統(tǒng)，以及用于有效銜接高、中、低壓安注的自動(dòng)卸壓系統(tǒng)。AP1000核電站的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，運(yùn)行模式和特點(diǎn)以及其非能動(dòng)設(shè)計(jì)理念與我國目前大量運(yùn)營的反應(yīng)堆相比有較大不同。為了熟悉先進(jìn)壓水堆的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，全面掌握其運(yùn)行特點(diǎn)，充分理解其非能動(dòng)設(shè)計(jì)理念，并且對堆芯下降腔等具有典型多維流動(dòng)的部件進(jìn)行模擬，有必要使用具有多維組分模擬功能的RELAP-HD程序，對AP10

3、00進(jìn)行建模仿真研究。
　　RELAP5-3D是 RELAP5系列程序的最新版本，與之前的RELAP5版本相比， RELAP5-3D最重要的改進(jìn)在于多維水力學(xué)部件和多維中子動(dòng)力學(xué)模型的引入。GSE公司將RELAP5-3D嵌入其實(shí)時(shí)仿真平臺SimExec上，形成了RELAP5-HD，它可以在不損害RELAP5-3D最佳估算程序的完整性的前提下實(shí)時(shí)地進(jìn)行電廠運(yùn)行狀態(tài)的熱工水力求解。
　　本文首先利用RELPA5-HD程序建立了A

4、P1000核電廠的模型，主要包括其壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主管道、穩(wěn)壓器、非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)，以及控制系統(tǒng)等。壓力容器內(nèi)的下降通道和堆芯用多維組分進(jìn)行模擬。對該模型進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)調(diào)試，并將最終的穩(wěn)態(tài)結(jié)果與AP1000電廠額定值進(jìn)行比較，以驗(yàn)證穩(wěn)態(tài)模型的適用性。同時(shí)，還在穩(wěn)態(tài)情況下對壓力容器下降通道和堆芯內(nèi)的多維流動(dòng)進(jìn)行了分析。利用 AP1000核電廠對冷段10-in小破口失水事故的響應(yīng)，對非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)模型及控制系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。最后，使用