基于RELAP5-HD的先進壓水堆仿真研究.pdf

1、AP1000是西屋公司在繼承傳統(tǒng)壓水堆成熟技術，并吸取其長期積累的運行經驗的基礎上開發(fā)出來的三代+壓水堆，它是一個革新性的設計，符合美國核管會安全評審要求，并滿足先進輕水堆用戶要求文件。AP1000是一個單堆布置的兩環(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，其最主要的特點就是使用了非能動安全系統(tǒng)，利用非能動特性，如壓縮氣體儲能，重力勢能，自然循環(huán)等代替能動設備如泵，交流電源等進行驅動，從而使得電廠的安全性和可靠

2、性得到大幅提升。AP1000的非能動堆芯冷卻系統(tǒng)包括非能動余熱排出系統(tǒng)和非能動安全注射系統(tǒng)，以及用于有效銜接高、中、低壓安注的自動卸壓系統(tǒng)。AP1000核電站的整體系統(tǒng)結構，運行模式和特點以及其非能動設計理念與我國目前大量運營的反應堆相比有較大不同。為了熟悉先進壓水堆的系統(tǒng)結構，全面掌握其運行特點，充分理解其非能動設計理念，并且對堆芯下降腔等具有典型多維流動的部件進行模擬，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最重要的改進在于多維水力學部件和多維中子動力學模型的引入。GSE公司將RELAP5-3D嵌入其實時仿真平臺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時地進行電廠運行狀態(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、非能動堆芯冷卻系統(tǒng)，以及控制系統(tǒng)等。壓力容器內的下降通道和堆芯用多維組分進行模擬。對該模型進行了穩(wěn)態(tài)調試，并將最終的穩(wěn)態(tài)結果與AP1000電廠額定值進行比較，以驗證穩(wěn)態(tài)模型的適用性。同時，還在穩(wěn)態(tài)情況下對壓力容器下降通道和堆芯內的多維流動進行了分析。利用 AP1000核電廠對冷段10-in小破口失水事故的響應，對非能動堆芯冷卻系統(tǒng)模型及控制系統(tǒng)進行了驗證。最后，使用