兆瓦级高效紧凑型核动力系统运行特性研究

作     者：张明辉 苟军利 王政 单建强 ZHANG Minghui;GOU Junli;WANG Zheng;SHAN Jianqiang

作者机构：西安交通大学核科学与技术学院西安710049 

出 版 物：《核技术》 (Nuclear Techniques)

年 卷 期：2024年第47卷第2期

页      面：93-108页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：国家重点研发计划课题(No.2019YFB1901204)资助 

主　　题：兆瓦级高效紧凑新型核动力系统 开环动态响应 控制系统设计 变负荷运行 

摘      要：为研究兆瓦级高效紧凑型核动力系统的运行特性,使用自主开发的热管堆瞬态分析程序TAPIRS(Transient Analysis code for heat Pipe and AMTEC power conversion space Reactor power System)和超临界二氧化碳布雷顿循环的瞬态分析程序SCTRAN/CO_(2)(Super Critical reactors Transient Analysis code/Carbon Dioxide)的耦合程序对其反应性、负荷、冷却水温度和流量等扰动进行了开环动态响应分析,并据此进行了控制系统设计。在此基础上,对线性变负荷、阶梯式变负荷以及甩负荷这三种变负荷运行工况进行了计算分析。结果表明:该核动力系统的转速对扰动的变化较为敏感,需要加以控制;低负荷下旁通会使压缩机流量上升,需对压缩机流量加以控制;系统在控制方案下能以6%FP(Full Power)·min^(−1)的速度实现0%~100%的负荷变动,且可以在任意负荷水平下运行;甩负荷下系统的波动时间变长,但是仍可达到新的稳态进行工作,且各参数处于安全范围内。本研究可为新型核动力系统的概念设计提供参考。