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非能动安全壳空气冷却系统换热能力分析

哈尔滨工程大学学报 2023年第7期44卷 1162-1168页

作者：冯雨王洪亮马屹松李云屹郭强于明锐刘卓韩旭元一单中国核电工程有限公司中核核电安全严重事故研究重点实验室北京100840

为分析环境温度和安全壳外表面发射率对小型压水堆非能动安全壳空气冷却系统换热能力的影响,本文采用Ansys Fluent软件建立了非能动安全壳空气冷却系统的计算模型,分析了非能动安全壳空气冷却系统在事故后的稳态换热能力。结果表明:非... 详细信息

为分析环境温度和安全壳外表面发射率对小型压水堆非能动安全壳空气冷却系统换热能力的影响,本文采用Ansys Fluent软件建立了非能动安全壳空气冷却系统的计算模型,分析了非能动安全壳空气冷却系统在事故后的稳态换热能力。结果表明:非能动安全壳空气冷却系统换热能力随环境温度的升高而降低,环境温度对非能动安全壳空气冷却系统换热能力影响较明显;非能动安全壳空气冷却系统换热能力随安全壳外表面发射率的升高而升高,安全壳外表面发射率对非能动安全壳空气冷却系统换热能力影响较小。以上结果可以为非能动安全壳空气冷却系统在不同环境温度及安全壳外表面发射率发生变化后的换热能力提供基础数据,也可以为今后小型压水堆在环境温度较低的高纬度地区建设提供参考。

关键词：环境温度发射率小型压水堆非能动安全壳空气冷却换热能力 Ansys Fluent 计算模型

浅谈核电厂油浸式变压器非能动消防探测及灭火联动改进

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广东安全生产技术 2024年第1期 68-69页

作者：刘涛中核霞浦核电有限公司福建霞浦355100

本文通过简析油浸式变压器爆炸起火的成因,例举某核电厂消防探测报警及灭火联动在变压器爆炸起火情况下所暴露出的问题,对比国内同类设计中在爆炸工况下的缺陷,提出“在原有能动防火技术设计的基础上,增加非能动消防探测及灭火联动手段... 详细信息

本文通过简析油浸式变压器爆炸起火的成因,例举某核电厂消防探测报警及灭火联动在变压器爆炸起火情况下所暴露出的问题,对比国内同类设计中在爆炸工况下的缺陷,提出“在原有能动防火技术设计的基础上,增加非能动消防探测及灭火联动手段”的改进,消除原有缺陷,提升安全效能。

关键词：变压器非能动探测及灭火改进

全厂断电事故下非能动核电厂系统响应及敏感性研究

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核科学与工程 2022年第1期42卷 122-128页

作者：张盼赵传奇王业辉胡文超潘昕怿生态环境部核与辐射安全中心北京100082

福岛核事故发生以后,全厂断电事故成为了关注的热点。为了研究核电厂在全厂断电事故后的系统响应,文章采用系统分析程序针对非能动核电厂的系统、设备建立系统级模型,并开展计算分析。获得了主回路系统、安全系统关键参数的瞬态响应,得... 详细信息

福岛核事故发生以后,全厂断电事故成为了关注的热点。为了研究核电厂在全厂断电事故后的系统响应,文章采用系统分析程序针对非能动核电厂的系统、设备建立系统级模型,并开展计算分析。获得了主回路系统、安全系统关键参数的瞬态响应,得出如下结论:全厂断电事故后,非能动核电厂依靠蒸汽发生器(Steam Generator,SG)和非能动余热排出系统(Passive Residual Heat Removal system,PRHR)能够及时带出堆芯衰变热;PRHR启动的早晚影响SG二次侧冷却剂进行堆芯余热的带出,但对反应堆冷却能力的影响并不大;堆芯补水箱(Core Makeup Tanks,CMT)向主回路注入冷却剂的质量和速率对主回路温度、压力、稳压器液位的影响很大,可考虑调节CMT注入管线的阻力,使CMT注入流量在合理的水平,防止稳压器发生满溢。

关键词：全厂断电非能动 PRHR CMT

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安全壳及其非能动冷却

哈尔滨工程大学学报 2023年第7期44卷 I0001-I0002页

安全壳是现代压水堆核电站防止放射性物质失控释放最外侧的一道实体屏障。它的完整性对缓解压水堆核电站严重事故条件下的放射性后果具有十分重要的意义。事故条件下的超温超压是安全壳完整性遭到破坏的主要原因之一,因而第二代压水堆... 详细信息

安全壳是现代压水堆核电站防止放射性物质失控释放最外侧的一道实体屏障。它的完整性对缓解压水堆核电站严重事故条件下的放射性后果具有十分重要的意义。事故条件下的超温超压是安全壳完整性遭到破坏的主要原因之一,因而第二代压水堆广泛采用了能动的安全壳喷淋系统应对超温超压的风险。鉴于能动的安全壳喷淋系统仍有可能失效。

关键词：安全壳压水堆放射性物质放射性后果事故条件非能动

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移动式热管小堆非能动流动换热计算研究

移动式热管小堆非能动流动换热计算研究

作者：陈宁华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

反应堆的小型化是当今核能领域研究的重点之一,我国相继研究了玲珑一号和高温气冷堆等小堆型,实现了小堆型的应用。移动式热管小堆作为新兴的模块化堆型,有着广泛应用前景。热管冷端结合布雷顿循环系统将热能转换为电能,实现电力的输出... 详细信息

反应堆的小型化是当今核能领域研究的重点之一,我国相继研究了玲珑一号和高温气冷堆等小堆型,实现了小堆型的应用。移动式热管小堆作为新兴的模块化堆型,有着广泛应用前景。热管冷端结合布雷顿循环系统将热能转换为电能,实现电力的输出,剩余的热量通过辐射散热装置排到环境大气中,因此移动式热管流动换热特性在反应堆中研究至关重要。以移动式热管为研究对象,建立钾金属工质物性模型、流动计算模型和析因分析模型。对搭建的移动式热管模型进行计算分析,研究热管在不同工况下温度、密度、压力和流速等参数分布情况。改变边界条件和管壁材料,分析不同参数条件对热管流动换热影响,将模拟结果与实验数据进行验证,确定模型可靠性。采用析因分析模型,研究不同因子对热管流动换热特性的贡献度和交互作用,最后对热管运输工作状态进行分析,得到热管的非能动换热机理。热管轴向温度从加热段至冷凝段逐渐递减,冷凝段径向温度分布蒸气区域>多孔介质>管壁,冷凝段温度梯度小于加热段。蒸气轴向速度分布和多孔区域液体速度分布趋势一致,沿着轴向先增大,在绝热段达到最大值后逐渐下降,但两者速度方向相反。加热功率的变化对轴向压力分布影响较大,在蒸汽区域,由于气体的可压缩性,加热功率越大轴向压降越大。在多孔介质区域,加热功率的增大使得整体压力变大,轴向压差变化较小。液体密度受温度影响较大,温度的变化程度较小,对液体密度影响也不大。不同状态热管加热功率越大,导致蒸气密度也越大。不同参数条件对热管换热特性的影响存在差异性,通过改变管径比、初始压力、孔隙率和管壁材料,分析其换热特性。整体来看,Mo-13Re合金在作为热管壁材料,展现了良好的换热性能。在等效热阻的分析中,四种管壁材料都反映出管径比对等效热阻的影响最大,其次是孔隙率,管径比的贡献率达到96.89%。在蒸汽流速的因素效应分析中,初始压力对等效热阻的影响最大,贡献率最大95.63%。在等效热阻和蒸气流速的残差分析中,残差数据均匀的分布在拟合直线两侧满足正态分布,拟合值和模拟值误差范围不超过6%。热管整体非能动换热分为五个阶段,由吸液芯内充满固态钾,蒸汽腔为真空发展成为吸液芯内的钾固体全部熔化,蒸汽流扩散到冷凝段顶端形成连续的稳定的蒸汽流。在热量传递机理中,主要存在导热和对流换热两种热量传递方式。

关键词：移动式小堆热管钾金属非能动等效热阻

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非能动风电机舱三维仿真模拟研究

太阳能学报 2020年第7期41卷 291-297页

作者：马栋梁周涛李清东华北电力大学核科学与工程学院北京102206 华北电力大学核热工安全与标准化研究所北京102206 非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206 内蒙古华电蒙东能源有限公司通辽028000

通过对风电机舱进行简化后建立模型,对风电机舱三维仿真模拟计算,得到风电机舱内部空气温度、空气密度和空气流速的变化三维特征分布云图,进而得到冷却空气在三维机舱空间内部流动变化的规律特点。从理论上验证加装聚风导流罩,可有效建... 详细信息

通过对风电机舱进行简化后建立模型,对风电机舱三维仿真模拟计算,得到风电机舱内部空气温度、空气密度和空气流速的变化三维特征分布云图,进而得到冷却空气在三维机舱空间内部流动变化的规律特点。从理论上验证加装聚风导流罩,可有效建立起风电机舱跟外界空气所形成的自然循环通风冷却系统,从而可进一步降低夏季高温天气时风电机组的故障率,提高风力发电公司的经济效益和社会效益。

关键词：风电机组计算模拟自然循环非能动三维仿真

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非能动安全壳冷却系统瞬态特性试验研究

核动力工程 2017年第1期38卷 6-9页

作者：程诚文青龙卢冬华吴小航牛文华魏淑虹中广核研究院反应堆工程实验研究中心广东深圳518000 中广核工程有限公司设计院广东深圳518000

针对基于回路热管技术的非能动安全壳冷却系统开展瞬态特性试验,根据试验数据分析系统在液柱启动方式下自然循环流量、安全壳压力、流动不稳定性等过渡特性。结果表明:基于回路热管技术的非能动安全壳冷却系统具有良好的启动特性,可实... 详细信息

针对基于回路热管技术的非能动安全壳冷却系统开展瞬态特性试验,根据试验数据分析系统在液柱启动方式下自然循环流量、安全壳压力、流动不稳定性等过渡特性。结果表明:基于回路热管技术的非能动安全壳冷却系统具有良好的启动特性,可实现事故工况下安全壳内热量的顺利导出,且能够在启动阶段实现安全壳压力的快速下降。系统具有流动不稳定性工况区域,其影响因素与冷却水箱温度、安全壳压力及系统输入功率有关,流动不稳定性未对安全壳内压力趋势造成明显影响。

关键词：非能动安全壳冷却系统液柱启动瞬态特性自然循环

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非能动安全壳冷却系统配水管路进气问题研究

核动力工程 2014年第6期35卷 130-134页

作者：陈树山张江祝玲琳王亮亮何军山深圳中广核工程设计有限公司上海分公司上海200030

为研究非能动安全壳冷却系统(PCS)配水系统的水力特性,以及分析配水管路中可能出现的进气问题,采用FLOWMASTER软件,建立PCS一维水力模型,计算非能动安全壳冷却水箱(PCCWST)向安全壳重力供水过程中的流量变化;并利用FLUENT软件对配水过... 详细信息

为研究非能动安全壳冷却系统(PCS)配水系统的水力特性,以及分析配水管路中可能出现的进气问题,采用FLOWMASTER软件,建立PCS一维水力模型,计算非能动安全壳冷却水箱(PCCWST)向安全壳重力供水过程中的流量变化;并利用FLUENT软件对配水过程进行二维数值模拟,分析配水管路进气对冷却水流量的影响。研究表明,部分立管裸露后,空气将被吸入配水管路,影响配水稳定性;进气后实际的配水流量相对于未考虑进气的配水流量有略微下降。

关键词：非能动二维数模负压冷却水流量

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非能动安全壳冷却系统综合性能试验研究

核动力工程 2016年第6期37卷 1-5页

作者：常华健阳祥周明正孙流莉赵瑞昌国核华清核电技术研发中心有限公司北京102209

新开发的非能动安全壳冷却系统(PCS)需要进行试验验证,缩比例试验是一种直接有效的验证方法。本文介绍了PCS综合性能试验台架的比例设计方法、试验台架系统、试验工况。分析了典型试验工况下壳内压力变化情况,气相存在、壳体冷凝换热的... 详细信息

新开发的非能动安全壳冷却系统(PCS)需要进行试验验证,缩比例试验是一种直接有效的验证方法。本文介绍了PCS综合性能试验台架的比例设计方法、试验台架系统、试验工况。分析了典型试验工况下壳内压力变化情况,气相存在、壳体冷凝换热的无量纲数变化特性,结果表明关键无量纲数处于可接受范围。证明了采用的PCS试验方法的合理、有效,采用该方法设计的台架试验结果可以对原型的物理现象进行准确的相似模拟。

关键词：非能动安全壳系统设计方法相似模拟