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超临界水堆CSR1000堆芯设计优化

核动力工程 2016年第5期37卷 161-166页

作者：王连杰卢迪陈炳德姚栋赵文博中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610041

利用开发的超临界水堆(SCWR)堆芯稳态性能分析程序SNTA,研究分析中国百万千瓦级SCWR(CSR1000)优化堆芯燃耗性能、反应性控制能力、功率分布、最大燃料包壳温度和最大线功率密度等稳态性能,并给出与组件功率相匹配的第II流程冷却剂流量... 详细信息

利用开发的超临界水堆(SCWR)堆芯稳态性能分析程序SNTA,研究分析中国百万千瓦级SCWR(CSR1000)优化堆芯燃耗性能、反应性控制能力、功率分布、最大燃料包壳温度和最大线功率密度等稳态性能,并给出与组件功率相匹配的第II流程冷却剂流量分配方案。研究表明,采用本文所述燃料组件及堆芯设计优化方法,可以有效延长堆芯燃耗寿期。

关键词：超临界水堆堆芯设计优化稳态性能堆芯寿期

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超临界水堆控制条件下扰动特性分析

原子能科学技术 2012年第5期46卷 555-560页

作者：王晗丁周涛陈娟樊昱楠华北电力大学核热工安全和标准化研究所北京102206

超临界水堆的一次通过循环设计不同于现有轻水堆,因此研究其扰动特性十分重要。在发生扰动后欲保持电站运行稳定,就要依靠控制系统调节达到稳定的状态。本文通过FORTRAN编制程序,研究以控制棒、汽轮机控制阀与反应堆冷却剂泵为控制方式... 详细信息

超临界水堆的一次通过循环设计不同于现有轻水堆,因此研究其扰动特性十分重要。在发生扰动后欲保持电站运行稳定,就要依靠控制系统调节达到稳定的状态。本文通过FORTRAN编制程序,研究以控制棒、汽轮机控制阀与反应堆冷却剂泵为控制方式的电站系统中,发生压力、温度等扰动时,反应堆内参数的变化。结果表明:给水流量的扰动不会对系统行为有很大影响,给水温度下降的扰动需较长时间才能达到稳定,压力设定值变化扰动时稳定所需的时间较短。

关键词：超临界水堆控制方式扰动堆内特性

超临界水堆滑压启堆工况下堆芯热工水力动态模拟

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核动力工程 2011年第5期32卷 69-74页

作者：傅晟威周翀许志红杨燕华海军工程大学武汉430000 上海交通大学上海200240

对ATHLET-SC系统程序进行改进,实现了两流体模型下的跨临界瞬态计算。以该程序为基础,采用超临界轻水堆型(SCLWR-H)的滑压启堆方案,针对混合谱堆型的堆芯部分进行启堆工况下的热工水力动态模拟。模拟结果表明,整个启堆过程中燃料棒包壳... 详细信息

对ATHLET-SC系统程序进行改进,实现了两流体模型下的跨临界瞬态计算。以该程序为基础,采用超临界轻水堆型(SCLWR-H)的滑压启堆方案,针对混合谱堆型的堆芯部分进行启堆工况下的热工水力动态模拟。模拟结果表明,整个启堆过程中燃料棒包壳表面温度均未超过限值(650℃),跨临界瞬态下水的物性突变不会对堆芯燃料棒包壳传热造成不良影响。

关键词：滑压启堆动态模拟 ATHLET-SC 超临界水堆

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超临界水堆子通道分析

原子能科学技术 2009年第6期43卷 543-547页

作者：赵冬建路璐史国宝上海核工程研究设计院上海200233

超临界水堆作为6种第4代未来堆型中唯一的水冷堆,具有一些独特的特点,受到了广泛重视。本工作以上海核工程研究设计院的常规压水堆子通道程序为基础,开发编制了适用于超临界水堆的子通道程序,并对典型带有慢化剂水棒的超临界水堆燃料组... 详细信息

超临界水堆作为6种第4代未来堆型中唯一的水冷堆,具有一些独特的特点,受到了广泛重视。本工作以上海核工程研究设计院的常规压水堆子通道程序为基础,开发编制了适用于超临界水堆的子通道程序,并对典型带有慢化剂水棒的超临界水堆燃料组件进行了模拟计算,得到了堆芯子通道内的温度、燃料棒包壳温度、表面传热系数等参数的分布规律。此外,研究了不同超临界流体换热关系式对计算结果的影响,结果显示,各传热关系式的计算结果存在一定差异。

关键词：超临界水堆第4代反应堆子通道程序

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超临界水堆系统分析程序的改进

原子能科学技术 2009年第6期43卷 548-551页

作者：胡珀杨燕华上海交通大学核科学与工程学院上海200240

针对超临界水堆特殊的水物性参数和独立的慢化剂通道设计,对堆芯计算程序PARCS和热工水力程序RELAP5进行了适应性改造。使用改造后的耦合程序PARCS/RELAP5分析了美国超临界水冷参考堆,发现了慢化剂逆向流动和最高功率组件不同于最高外... 详细信息

针对超临界水堆特殊的水物性参数和独立的慢化剂通道设计,对堆芯计算程序PARCS和热工水力程序RELAP5进行了适应性改造。使用改造后的耦合程序PARCS/RELAP5分析了美国超临界水冷参考堆,发现了慢化剂逆向流动和最高功率组件不同于最高外表面包层温度组件的现象,根据这些经验,对中国的超临界水堆分析程序的改进和研发提出了相关意见。

关键词：超临界水堆程序改进 RELAP5程序 PARCS程序

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超临界水堆蒸汽温度的模糊自适应控制

核动力工程 2016年第6期37卷 66-70页

作者：董化平鲁剑超陈鹏孙培伟中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 西安交通大学核科学与技术学院西安710049

超临界水堆(SCWR)是第四代核能系统推荐堆型中惟一的水堆,其蒸汽温度受反应堆功率影响强烈,且动态具有较强的非线性,仅采用传统的比例+积分(PI)控制方法难以达到控制效果。以Canadian SCWR为研究对象,利用移动边界方法建立蒸汽温度的动... 详细信息

超临界水堆(SCWR)是第四代核能系统推荐堆型中惟一的水堆,其蒸汽温度受反应堆功率影响强烈,且动态具有较强的非线性,仅采用传统的比例+积分(PI)控制方法难以达到控制效果。以Canadian SCWR为研究对象,利用移动边界方法建立蒸汽温度的动态模型。基于该动态模型设计了具有前馈和反馈的混合控制系统;反馈控制采用模糊自适应PI控制。瞬态仿真分析结果表明:前馈控制能减小功率变化时蒸汽温度的波动;模糊自适应PI控制能在线调整控制参数以改善控制性能,使蒸汽温度较快达到稳定,控制效果远比传统的PI控制更好,满足超临界水堆控制的要求。

关键词：超临界水堆 PI控制移动边界方法前馈控制模糊自适应控制

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超临界水堆全系统启动特性研究

核动力工程 2019年第5期40卷 13-17页

作者：袁园单建强王丽王冬青张小英中山大学中法核工程与技术学院广东珠海519080 西安交通大学核科学与技术学院西安710049

为研究超临界水堆(SCWR)全系统启动特性,以SCTRAN程序为计算工具,基于中国超临界水堆(CSR1000)堆芯参数、高性能轻水反应堆(HPLWR)热力循环回路和日本SCWR再循环启动回路,建立了SCWR完整再循环启动系统模型。通过与HPLWR热力循环回路的... 详细信息

为研究超临界水堆(SCWR)全系统启动特性,以SCTRAN程序为计算工具,基于中国超临界水堆(CSR1000)堆芯参数、高性能轻水反应堆(HPLWR)热力循环回路和日本SCWR再循环启动回路,建立了SCWR完整再循环启动系统模型。通过与HPLWR热力循环回路的稳态参数对比,验证了完整回路模型的正确性。分析在控制系统控制下的CSR1000再循环启动过程,得到了启动过程中堆芯、汽鼓、汽轮机、各级抽汽、再热器、各级回热器的瞬态响应曲线。计算结果表明,启动序列和启动过程各热工参数的变化符合预期,系统稳定启动;堆芯始终处于单相状态;汽轮机入口为超临界蒸汽;经过高压和低压回热器后堆芯入口温度能够达到280℃;高压缸入口压力维持恒定;在启动的过程中最大燃料包壳表面温度低于限值温度650℃,整个启动过程安全可靠。

关键词：超临界水堆 SCTRAN 全系统启动模型

不同轴向富集度布置下的超临界水堆物理热工耦合稳态特性

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中国电机工程学报 2013年第29期33卷 80-87,12页

作者：陈娟周涛刘亮程万旭华北电力大学核热工安全与标准化研究所北京市昌平区102206

借助Dragon编制超临界水堆(supercritical water-cooled reactor,SCWR)中子截面数据库,并结合双群中子扩散方程建立物理计算模块,同时引入热工计算模块,建立超临界水堆物理热工耦合计算模型。选用2种不同的轴向富集度布置,进行物理热工... 详细信息

借助Dragon编制超临界水堆(supercritical water-cooled reactor,SCWR)中子截面数据库,并结合双群中子扩散方程建立物理计算模块,同时引入热工计算模块,建立超临界水堆物理热工耦合计算模型。选用2种不同的轴向富集度布置,进行物理热工耦合条件下的超临界水堆稳态特性分析。利用堆芯内部冷却剂温度、慢化剂温度和包壳温度的变化,对比分析了2种不同轴向富集度布置方式下的稳态特性差异,并且通过改变主冷却剂流量进行超临界水堆设计优化。结果表明,不论是轴向富集度单一布置为5%,还是分区布置为4%+5%,耦合条件下轴向功率分布因子均明显偏离余弦分布曲线,且堆芯出口冷却剂温度和最高包壳温度均低于日本东京大学Oka教授得到的计算结果。选用轴向富集度分区布置时,可以改善单一布置时的功率峰值严重偏移和部分轴向节点包壳温度升高现象,但是在功率峰值不变且平均富集度较小的条件下,堆芯出口冷却剂温度仍然低于额定值。降低主冷却剂设计流量,可以提高堆芯冷却剂出口温度,从而满足汽轮机入口蒸汽品质的要求。设计优化结果为,当采用轴向富集度单一布置5%时,主冷却剂设计流量值由1 418 kg/s降为1 219 kg/s;当采用轴向富集度分区布置为4%+5%时,主冷却剂设计流量值降至更低为1 035 kg/s。

关键词：超临界水堆物理热工耦合稳态富集度

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混合能谱超临界水堆快谱组件优化设计

原子能科学技术 2011年第7期45卷 828-834页

作者：杨婷刘晓晶程旭上海交通大学核科学与工程学院上海200240

本工作从热工水力和中子物理两方面对混合能谱超临界水堆混合谱堆芯的快谱区多层组件进行优化设计。对于轴向以再生区和裂变区交替布置的快谱组件,分别改变其轴向布置方式、燃料芯块直径、栅径比及外围燃料棒距组件盒最小距离,并分析它... 详细信息

本工作从热工水力和中子物理两方面对混合能谱超临界水堆混合谱堆芯的快谱区多层组件进行优化设计。对于轴向以再生区和裂变区交替布置的快谱组件,分别改变其轴向布置方式、燃料芯块直径、栅径比及外围燃料棒距组件盒最小距离,并分析它们对组件热工和物理性能的影响,从而得到较优的参数范围,尽可能提高混合谱超临界水堆的固有安全性和经济性。

关键词：超临界水堆多层组件优化设计