超臨界水冷回路熱工設計與安全分析研究.pdf

1、作為六種第四代核能系統(tǒng)之中的唯一水冷反應堆，超臨界水冷堆具有很好的發(fā)展前景。近年來，各國的科研工作者對其開展了大量的理論和實驗研究。為了對中歐核能開發(fā)項目“超臨界水堆燃料棒性能驗證回路（SuperCritical Water Reactor Fuel Qualification Test,簡稱SCWR-FQT）”進行研究，本文在對系統(tǒng)安全分析程序 ATHLET-SC的相關(guān)模型進行了實驗驗證后，利用該程序?qū)ΤR界水綜合試驗回路（Super

2、critical WAter MUltiPurpose loop，簡稱SWAMUP）和超臨界水堆燃料棒性能驗證回路（或稱超臨界水輻照實驗回路）進行了熱工安全分析。
　　本文首先根據(jù)超臨界水棒束加熱泄壓實驗和臨界流實驗的實驗數(shù)據(jù)分別對ATHLET-SC程序進行了跨臨界泄壓和超臨界水臨界流模塊的驗證。計算結(jié)果表明ATHLET-SC程序不僅能很好地模擬出跨臨界瞬態(tài)泄壓傳熱過程，還具備計算超臨界水臨界流現(xiàn)象的能力。
　　其次，本文利

3、用ATHLET-SC程序?qū)ΤR界水工況條件下的堆外燃料組件驗證實驗回路即“超臨界水綜合試驗回路”進行了預計算，模擬了超臨界泄壓事故工況下的瞬態(tài)過程。對實驗穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工況，特別是跨臨界過程的熱工水力參數(shù)，包括系統(tǒng)壓力、冷卻劑流量、燃料棒包殼溫度等進行分析。此外，還討論了包括泄壓速度、燃料棒加熱功率以及臨界熱流密度等在內(nèi)的一些重要參數(shù)對結(jié)果的影響。
　　再其次，本文將ATHLET-SC程序用于超臨界水堆燃料棒性能驗證回路的穩(wěn)態(tài)分析和最

4、新安全信號設定下的瞬態(tài)事故模擬。基于選定的基準事故，與APROS程序和TACOS程序的計算結(jié)果進行了對比分析，進一步增強了ATHLET-SC程序?qū)CWR-FQT回路模擬的準確性和可靠性。此外，本文對包括失水事故、主泵停轉(zhuǎn)事故、冷卻劑流道堵塞事故和冷卻劑旁流在內(nèi)的多種設計基準事故進行了分析，列出了事故序列，驗證了該回路安全系統(tǒng)的可靠性，也為該回路安全許可證的申請?zhí)峁┝税踩治龅慕Y(jié)果。
　　最后，本文通過結(jié)合超臨界水堆燃料棒性能驗證