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基于自适应代理模型的非能动系统可靠性分析

哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 383-389页

作者：王晨阳夏庚磊彭敏俊徐青蓝陈果哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001 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四川成都610213

许多先进反应堆采用非能动设计来提高安全性,开展可靠性分析研究是推动其广泛应用的重要环节。由于非能动安全系统依赖于自然循环等物理法则实现系统功能,更容易受到不确定性因素的影响。热工水力过程失效是导致非能动系统失效的主要原... 详细信息

许多先进反应堆采用非能动设计来提高安全性,开展可靠性分析研究是推动其广泛应用的重要环节。由于非能动安全系统依赖于自然循环等物理法则实现系统功能,更容易受到不确定性因素的影响。热工水力过程失效是导致非能动系统失效的主要原因,而传统的故障树等方法无法分析这类失效概率。本文通过热工水力结果训练代理模型,并基于自适应抽样策略有效减少热工水力程序调用次数,通过高度非线性测试函数验证了算法的计算效率,并应用于某一体化压水堆的非能动余热排出系统。计算结果表明:采用自适应克里金模型相比于传统蒙特卡罗与传统克里金模型方法具有更高的计算效率。

关键词：非能动安全系统可靠性代理模型概率安全分析一体化压水堆 relap5 自适应抽样

小型堆二次侧非能动余热排出系统特性计算分析

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核技术 2024年第3期47卷 109-115页

作者：董博通肖瑶李俊龙徐子伊刘茂龙刘利民傅俊森顾汉洋上海交通大学智慧能源创新学院上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

为提高反应堆安全性,基于自然循环的非能动余热排出系统在小型反应堆中有着广泛的应用。本文基于已完成的小型一体化核动力装置中间回路换热实验,用relap5(Reactor Excursion and Leak Analysis Program)对中间回路自然循环运行特性开... 详细信息

为提高反应堆安全性,基于自然循环的非能动余热排出系统在小型反应堆中有着广泛的应用。本文基于已完成的小型一体化核动力装置中间回路换热实验,用relap5(Reactor Excursion and Leak Analysis Program)对中间回路自然循环运行特性开展了计算分析工作。研究发现,载热功率的程序计算结果与实验数据符合良好,可表征系统的自然循环特性。在余热排出系统中,系统回路的压力由蒸汽发生器(Steam Generator,SG)一次侧平均温度所决定,SG一次侧入口温度、质量流量与冷热源高度差对余热排出系统换热性能影响显著。当SG一次侧入口温度较高时,余热排出系统换热性能对系统回路阻力更加敏感,这些结果为进一步研究小型堆非能动系统提供了有价值的应用。

关键词：小型堆自然循环非能动余热排出系统 relap5

基于relap5和CTF的西安脉冲堆多尺度耦合瞬态特性研究

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核动力工程 2023年第3期44卷 59-64页

作者：赵巍陈立新刘国栋张良杨宁张信一田晓艳孙培伟袁建新强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所) 西安710024 清华大学工程物理系北京100084 西安交通大学核科学与技术学院西安710049

基于系统程序relap5和子通道程序CTF,建立了适合于自然循环冷却池式脉冲堆的区域分解多尺度耦合方法和满足不同尺度参数间精确转换的网格映射方法。通过脉冲堆稳态和瞬态工况分析,验证耦合方法正确性和可行性,计算结果表明:所建立的多... 详细信息

基于系统程序relap5和子通道程序CTF,建立了适合于自然循环冷却池式脉冲堆的区域分解多尺度耦合方法和满足不同尺度参数间精确转换的网格映射方法。通过脉冲堆稳态和瞬态工况分析,验证耦合方法正确性和可行性,计算结果表明:所建立的多尺度耦合方法能够应用于自然循环冷却池式脉冲研究堆的耦合分析,其耦合计算结果在准确性方面优于单一系统程序计算结果;2 MW稳态工况下的燃料芯块温度准确性提高约62.50%,脉冲瞬态工况下燃料芯块温度准确性提高约76.71%;同时,耦合计算能够获得高精度、高分辨率的堆芯热工水力分布和瞬态特性。

关键词：脉冲堆区域分解法多尺度耦合 relap5 CTF

基于relap5的LOCA喷放阶段下降段内CCFL特性研究

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核动力工程 2022年第3期43卷 58-65页

作者：李想孙皖丁书华黄涛李仲春潘良明重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 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

反应堆失水事故(LOCA)后下降段通道内形成的两相逆流状态极有可能引发汽-液逆向流动限制(CCFL),不利于应急冷却水顺利进入堆芯,极大影响了核反应堆系统的安全性能。本研究基于relap5程序采用Wallis溢流关系式对UPFT实验装置进行建模并计... 详细信息

反应堆失水事故(LOCA)后下降段通道内形成的两相逆流状态极有可能引发汽-液逆向流动限制(CCFL),不利于应急冷却水顺利进入堆芯,极大影响了核反应堆系统的安全性能。本研究基于relap5程序采用Wallis溢流关系式对UPFT实验装置进行建模并计算LOCA喷放阶段的下降段注水行为;通过对比下腔室蓄水量、下降段内压力及破口处蒸汽流量瞬态变化以验证模型的有效性,并对下降段通道内汽相速度场、液相体积分数分布特性进行分析。结果表明,由于下降段通道结构的三维特征引起的流动不均匀性影响了汽-液CCFL特性,随着蒸汽流量增大,在破口环路与下降段连接区域的压力梯度与向上流速度梯度越大,较少节点的划分方法很难真实反映下降段通道局部区域内汽-液溢流关系;在靠近破口的环路内注入的冷却水更难到达下腔室,而在远离破口环路的冷却水容易进入到下腔室;过热的蒸汽在流动过程中被冷却水冷却发生凝结现象,导致出口蒸汽流量小于进口蒸汽流量,且随着进口蒸汽流量的增大,凝结效应则随之减小。本研究所建立的模型与方法能够适用于LOCA喷放阶段下降段通道内的汽-液CCFL预测。

关键词：应急冷却剂下降段逆向流动限制(CCFL) 下腔室蓄水量 relap5

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小型反应堆自然循环流动稳定性分析

核科学与工程 2024年第1期44卷 9-16页

作者：魏婷乐志东蔡伟柯晓张颖深圳中广核工程设计有限公司上海200240

以最佳估算程序relap5为分析工具,针对某一小型反应堆进行建模和数值计算,在此基础上开展对该小型反应堆自然循环流动稳定性分析。研究表明堆芯功率和慢化剂反应性反馈对一回路自然循环流动稳定性有影响;系统在高功率运行时具有较高稳定... 详细信息

以最佳估算程序relap5为分析工具,针对某一小型反应堆进行建模和数值计算,在此基础上开展对该小型反应堆自然循环流动稳定性分析。研究表明堆芯功率和慢化剂反应性反馈对一回路自然循环流动稳定性有影响;系统在高功率运行时具有较高稳定性;绝对值较大的慢化剂反应性反馈下,瞬态流量响应出现超调的现象。堆芯出口(上升段)过冷度过低的停堆保护信号,可以有效避免该小型反应堆在设计范围内出现自然循环流动不稳定性。

关键词：自然循环流动不稳定性小型反应堆 relap5

Research on the steam–gas pressurizer model with relap5 code

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Nuclear Science and Techniques 2017年第5期28卷 1-8页

作者： Xi-Zhen Ma Hai-Jun Jia Yang Liu Institute of Nuclear and New Energy Technology Collaborative Innovation Center of Advanced Nuclear Energy Technology Key Laboratory of Advanced Reactor Engineering and Safety of Ministry of Education Tsinghua University Beijing 100084 China

Steam–gas pressurizers are self-pressurizing, and since steam and noncondensable gas are used to sustain their pressure, they experience very complicated thermal–hydraulic phenomena owing to the presence of the latter. A steam–gas pressurizer model was developed using relap5 code to investigate such a pressurizer's thermal–hydraulic characteristics.The important thermal–hydraulic processes occurring in the pressurizer model include bulk flashing, rainout, wall condensation with noncondensable gas, and interfacial heat and mass transfer. The pressurizer model was verified using results from insurge experiments performed at the Massachusetts Institute of Technology. It was found that noncondensable gas was one of the important factors governing the pressure response, and the accuracy of the developed model would change with different mass fractions and types of noncondensable gas.

关键词： relap5 code Noncondensable gas Heat and mass transfer Steam–gas pressurizer Condensation

Thermal-Hydraulic System Study of the Helium Cooled Pebble Bed (HCPB) Test Blanket Module (TBM) for ITER Using System Code relap5

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Plasma Science and Technology 2005年第2期7卷 2753-2757页

作者：金雪舟 R.Meyder Forschungszentrum Karlsruhe Institute for Reactor Safety P.O. Box 3640D-76021 KarlsruheGermany

The HCPB concept has been a European DEMO reference concept for nearly one decade. Detailed thermal-hydraulic study on the control behavior of the whole system is one of the important parts of this development. The thermal-hydraulic effect of the TBM-combined cooling circuit during a cyclic operation in ITER has been studied using the system code relap5. The relap5 is based on an one-dimensional, transient two-fluid model for the flow of a two-phase steam-water mixture that can contain noncondensable components like Helium. The relap5models are modified to take the cyclic operation of the circulator, heat, exchanger, bypass, valves etc in to account. A sequence of operational phases is investigated, starting from the cold state through the heating phase that brings the system to a stand-by condition, followed by typical power cycles applied in ITER. The results show that the implemented control mechanisms keep the inlet temperature to the TBM and the total mass flow rate at the required values through all phases.

关键词： test blanket module helium cooled pebble bed relap5 cooling system

基于relap5的蒸汽发生器传热管断裂事故分析

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核科学与工程 2022年第2期42卷 398-407页

作者：胡伟晨刘建全赵鹏程杨已颢苏统上海电力大学能源与机械工程学院上海200090 南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001

基于relap5/MOD3.4分析软件建立了1 000 MW核电机组一回路模型,在发生多根蒸汽发生器传热管道双端断裂事故(SGTR)瞬态下对发生事故后30 min内无人为操作的5种不同断裂工况进行了主要参数对比分析,并且对蒸汽发生器(SG)发生满溢时间进行... 详细信息

基于relap5/MOD3.4分析软件建立了1 000 MW核电机组一回路模型,在发生多根蒸汽发生器传热管道双端断裂事故(SGTR)瞬态下对发生事故后30 min内无人为操作的5种不同断裂工况进行了主要参数对比分析,并且对蒸汽发生器(SG)发生满溢时间进行了敏感性分析。研究表明:传热管断裂根数不同,各参数变化趋势相似;断裂根数越多,破口初始流量越大,触发系统动作越早;破口面积、主泵运作、主给水关闭时间、辅助给水投入时间和投入量都会影响SG满溢时间。对CPR1000机组发生多根SGTR事故对比分析和事故后各设备动作对SG满溢时间影响的研究有实际设计和运行参考价值。

关键词： relap5 CPR1000机组 SGTR 蒸汽发生器满溢事故分析

relap5程序与三维时空中子动力学模型的耦合以及改进研究

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核动力工程 2007年第1期28卷 49-52,86页

作者：桂学文骆邦其蔡琦海军工程大学武汉430033 北京核工程研究设计院 100840

引入堆芯物理计算的两群三维时空中子动力学模型,对relap5程序的点堆中子动力学模型进行了改进,同时设计了可视化界面,可方便地实现人-机交互操作。计算结果与实际应用表明,改进后的relap5程序计算功能和精度得到提高,使用更加方便,在... 详细信息

引入堆芯物理计算的两群三维时空中子动力学模型,对relap5程序的点堆中子动力学模型进行了改进,同时设计了可视化界面,可方便地实现人-机交互操作。计算结果与实际应用表明,改进后的relap5程序计算功能和精度得到提高,使用更加方便,在核动力装置的仿真方面有很好的应用前景。

关键词： relap5 中子动力学反应堆核动力装置仿真