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池式低温供热堆非能动余热排出系统单相自然循环流动与传热实验研究

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原子能科学技术 2022年第11期56卷 2438-2449页

作者：徐浚修范广铭侯明文丁铭岳芷廷阎昌琪哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 核动力装置性能与设备黑龙江省重点实验室黑龙江哈尔滨150001 中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所北京102413

针对池式低温供热堆低压低温的特点,采用H2TS(hierarchical two-tiered scaling)比例分析方法设计了池式低温供热堆非能动余热排出系统的单相自然循环实验系统,并开展了非能动余热排出系统单相自然循环的流动与传热特性的实验研究。研... 详细信息

针对池式低温供热堆低压低温的特点,采用H2TS(hierarchical two-tiered scaling)比例分析方法设计了池式低温供热堆非能动余热排出系统的单相自然循环实验系统,并开展了非能动余热排出系统单相自然循环的流动与传热特性的实验研究。研究结果表明,通过H2TS比例分析方法设计的实验系统能达到设计的排热功率,冷热源之间的温差为54℃,此方法适用于低温差下的单相自然循环系统的设计。系统在启动过程中存在流量振荡,随着系统的运行能逐渐稳定。边界温度主要影响系统的换热功率和达到稳定的时间。对于非能动余热排出系统池水换热器管束的这种既不是定热流也不是定壁温边界,采用对流传热温差作为Gr的参数更为合适。根据实验数据拟合得到适用范围为RaD D/L<2.34×10^(4)的管束外自然对流传热关联式,其误差范围在-17%~15%之内。本研究得到的无量纲相似准则集团和实验研究结果可为工程设计提供依据和数据基础。

关键词：单相自然循环自然对流比例分析池式低温供热堆低温差

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核动力装置非能动余热排出方法研究

核动力装置非能动余热排出方法研究

作者：岳芷廷哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

核动力装置非能动安全方面的研究是确保核能的安全利用及其进一步发展的重要课题。本文介绍了世界上正在研究的新一代核动力堆的非能动系统,并以大型热工水力瞬态分析程序——RDLAP5程序为研究工具,对AP-1000的非能动余热排出系统进行... 详细信息

核动力装置非能动安全方面的研究是确保核能的安全利用及其进一步发展的重要课题。本文介绍了世界上正在研究的新一代核动力堆的非能动系统,并以大型热工水力瞬态分析程序——RDLAP5程序为研究工具,对AP-1000的非能动余热排出系统进行了仿真计算,同时,对本文中提出的新非能动余热排出方案进行了计算。本文利用RELAP5程序对我国最新引进的第三代先进压水堆AP-1000的非能动余热排出系统进行了仿真计算,计算结果表明:在发生全厂断电事故时,AP-1000的非能动余热排出系统和非能动安全壳冷却系统可在无需操纵员采取行动的情况下,提供无限的衰变热排出能力,提高了反应堆的固有安全性。同时,本论文提出了一种新的非能动余热排出系统方案,并根据系统之间的可比性,把计算的结果与AP-1000非能动余热排出系统的计算结果进行了定性的比较,结果表明:与AP-1000非能动余热排出系统相比,新的非能动余热排出方案在一定程度上提高了反应堆的固有安全性,但同时也为反应堆非能动安全壳冷却系统增加了负担。分析计算结果表明:虽然这两种非能动余热排出方案各自有不同的优点,但是,在全厂断电事故下,两种方案都能够实现长期导出堆芯余热的功能,确保反应堆的安全。

关键词：非能动安全 RELAP5程序堆芯余热仿真计算

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热管式辐射器热工水力优化分析

原子能科学技术 2020年第4期54卷 600-605页

作者：尹皓郭春秋刘兴民岳芷廷张焱邹佳讯中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究部北京102413

热管式辐射器广泛应用于空间系统废热排放,其管道复杂,包含热管、翅片和包壳等复杂结构。针对热管式辐射器的流动与换热问题,本文采用CFD软件与自主研发程序RATHAL相结合的方法。先用CFD软件计算流动管道及集流环上的流量分配,再将该结... 详细信息

热管式辐射器广泛应用于空间系统废热排放,其管道复杂,包含热管、翅片和包壳等复杂结构。针对热管式辐射器的流动与换热问题,本文采用CFD软件与自主研发程序RATHAL相结合的方法。先用CFD软件计算流动管道及集流环上的流量分配,再将该结果代入RATHAL程序中计算得到辐射器的温度分布。根据计算结果,以均匀温度分布为目的,对现有结构提出了合理的优化意见。结果表明,采用CFD软件与自主研发程序RATHAL相结合的方法能尽量真实并高效地模拟辐射器的流量分配与温度分布情况,且经过优化后辐射器集流环间的温差大幅缩小、设计更加合理。

关键词：热管式辐射器热工水力分析程序开发 CFD软件

49-2泳池堆低温供热全厂断电ATWS事故分析

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原子能科学技术 2020年第8期54卷 1426-1432页

作者：岳芷廷刘兴民郭春秋邹佳讯尹皓张焱中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究部北京102413

针对49-2泳池式反应堆(简称49-2泳池堆)用于城市低温供热的工况,选取典型的全厂断电叠加紧急停堆系统失效(全厂断电ATWS)的超设计基准事故,使用RELAP5/MOD3.2程序对其热工水力参数瞬态特性进行分析。结果显示,49-2泳池堆具有很好的负温... 详细信息

针对49-2泳池式反应堆(简称49-2泳池堆)用于城市低温供热的工况,选取典型的全厂断电叠加紧急停堆系统失效(全厂断电ATWS)的超设计基准事故,使用RELAP5/MOD3.2程序对其热工水力参数瞬态特性进行分析。结果显示,49-2泳池堆具有很好的负温度反馈效应,事故后,由于燃料和冷却剂温度升高,从而引入一定的负反应性,使反应堆处于次临界状态;同时堆芯通过与堆水池建立自然循环,将衰变热带出,最终依靠自然循环方式将堆芯余热排出至上部大气环境热阱,验证了49-2泳池堆用于城市低温供热的固有安全性。

关键词：泳池堆 RELAP5程序低温供热堆自然循环全厂断电叠加紧急停堆系统失效

DHR-200池式低温供热堆SBO-ATWS事故及自然循环能力分析

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原子能科学技术 2020年第10期54卷 1834-1839页

作者：岳芷廷刘兴民郭春秋邹佳讯李杨柳中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究部北京102413

DHR-200池式低温供热堆(简称DHR-200池式堆)设计有自然循环瓣阀,为检验其安全性,选取典型的全厂断电叠加紧急停堆系统失效(SBO-ATWS)事故,使用RELAP5程序对其热工水力参数瞬态特性及其自然循环能力进行分析。结果表明,DHR-200池式堆具... 详细信息

DHR-200池式低温供热堆(简称DHR-200池式堆)设计有自然循环瓣阀,为检验其安全性,选取典型的全厂断电叠加紧急停堆系统失效(SBO-ATWS)事故,使用RELAP5程序对其热工水力参数瞬态特性及其自然循环能力进行分析。结果表明,DHR-200池式堆具有很好的负温度反应性反馈效应,即SBO-ATWS事故后,由于燃料和冷却剂温度升高,引入负反应性,可使反应堆实现热停堆;事故后,通过非能动方式开启自然循环瓣阀,可建立稳定的自然循环,将堆芯衰变热导出至堆水池内,验证了DHR-200池式堆的固有安全性。

关键词：池式低温供热堆 RELAP5程序非能动自然循环瓣阀

CARR乏燃料在49-2游泳池式反应堆使用的堆芯方案研究

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原子能科学技术 2019年第4期53卷 682-688页

作者：张亚东刘振华岳芷廷冉怀昌乔雅馨中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究部北京102413

49-2游泳池式反应堆(简称49-2堆)在我国研究堆领域有不可替代的优势。中国先进研究堆(CARR)的平均卸料燃耗仅有32%～33%,远低于燃料考验达到的最大燃耗71.8%,有继续使用的潜力。根据49-2堆各系统、应用需求和CARR乏燃料的特点,研究了CAR... 详细信息

49-2游泳池式反应堆(简称49-2堆)在我国研究堆领域有不可替代的优势。中国先进研究堆(CARR)的平均卸料燃耗仅有32%～33%,远低于燃料考验达到的最大燃耗71.8%,有继续使用的潜力。根据49-2堆各系统、应用需求和CARR乏燃料的特点,研究了CARR乏燃料在49-2堆直接再使用的堆芯方案,计算了物理和热工参数,并进行了典型事故分析。结果表明:新设计的5 MW堆功率适中,满足反应性控制、温度、压力、温度系数、屏蔽等方面的安全要求;在主要的设计基准事故下堆芯是安全的;在中子注量率的大小和均匀性、辐照孔道有效长度、燃料温度、换料周期等方面优于现49-2堆,满足后续科研生产需求。

关键词：中国先进研究堆 49-2游泳池式反应堆乏燃料反应堆设计乏燃料直接再使用

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微型中子源反应堆热工水力安全分析

原子能科学技术 2018年第3期52卷 482-486页

作者：尹皓岳芷廷刘兴民张焱邹佳讯郭春秋中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究部北京102413

微型中子源反应堆(简称微堆)是一种典型的罐池式反应堆,采用自然对流循环冷却。为研究微堆的安全性,对其额定功率运行以及事故工况下的瞬态热工水力特性进行了模拟。针对额定功率运行工况,采用CFD软件进行瞬态热工水力三维数值模拟,同... 详细信息

微型中子源反应堆(简称微堆)是一种典型的罐池式反应堆,采用自然对流循环冷却。为研究微堆的安全性,对其额定功率运行以及事故工况下的瞬态热工水力特性进行了模拟。针对额定功率运行工况,采用CFD软件进行瞬态热工水力三维数值模拟,同时采用RELAP5程序进行一维计算,二者计算结果相符,表明了计算结果的正确性及额定功率工况的安全性。采用RELAP5程序对反应性引入事故进行了计算,计算结果进一步印证了微堆的自稳特性和固有安全性。

关键词：微堆热工水力安全分析

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泳池式低温供热堆技术进展

原子能科学技术 2020年第S1期54卷 206-212页

作者：柯国土刘兴民郭春秋岳芷廷李敏郭志家中国原子能科学研究院北京102413

2017年底,泳池式低温供热堆“燕龙”型号发布之后,受到各级部门及社会各界的广泛关注。然而至今示范工程仍未“落地”,究其原因主要是:经济性、公众接受度和厂址适应性。针对这三方面问题,从燕龙自身技术特点出发,开展方案设计优化、采... 详细信息

2017年底,泳池式低温供热堆“燕龙”型号发布之后,受到各级部门及社会各界的广泛关注。然而至今示范工程仍未“落地”,究其原因主要是:经济性、公众接受度和厂址适应性。针对这三方面问题,从燕龙自身技术特点出发,开展方案设计优化、采用完全非能动余热导出技术、制订适用于燕龙的法规标准及实施验证试验策划,其成果在使固有安全性得到进一步提高的同时,提高了燕龙的技术成熟度,较大幅度提高了示范工程的经济性,有利于后续示范工程项目的“落地”,为“美丽中国、健康中国”战略贡献力量。

关键词：泳池式低温供热堆示范工程经济性安全性法规标准

49-2泳池式反应堆非能动虹吸破坏孔方案设计及计算分析

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原子能科学技术 2014年第9期48卷 1601-1604页

作者：岳芷廷宋云鹏刘兴民邹耀吴园园中国原子能科学研究院反应堆工程研究设计所北京102413

基于安全考虑,49-2泳池式反应堆一回路冷却水系统将增设1个非能动虹吸破坏孔。在确定开孔位置的基础上,利用RELAP5/MOD3.3程序分别对孔径为1.5cm和2.0cm时的虹吸破坏能力进行了计算分析。结果表明:在停堆停泵状态下,一回路大破口失水事... 详细信息

基于安全考虑,49-2泳池式反应堆一回路冷却水系统将增设1个非能动虹吸破坏孔。在确定开孔位置的基础上,利用RELAP5/MOD3.3程序分别对孔径为1.5cm和2.0cm时的虹吸破坏能力进行了计算分析。结果表明:在停堆停泵状态下,一回路大破口失水事故时,两种孔径的虹吸破坏孔均能破坏回路中的虹吸作用,避免产生堆芯裸露的严重后果。为保守起见,最终选择虹吸破坏孔的孔径为2.0cm。

关键词：泳池式反应堆非能动虹吸破坏孔 RELAP5/MOD3.3