快堆中間回路鈉水反應(yīng)事故仿真.pdf

1、中國實驗快堆是一座小型池式鈉冷快中子增殖反應(yīng)堆,水與鈉之間的換熱設(shè)備為蒸汽發(fā)生器。在蒸汽發(fā)生器中,由于傳熱管腐蝕等原因,常使蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂,三回路的水或水蒸氣便會沖入鈉中,導(dǎo)致鈉水反應(yīng)事故的發(fā)生。鈉水反應(yīng)將產(chǎn)生大量的氫氣和熱量,反應(yīng)所產(chǎn)生的氫氣會嚴(yán)重影響鈉的流動,導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器內(nèi)的壓力急劇上升,高壓可以引起蒸汽發(fā)生器爆炸。壓力可以通過二回路波及到中間熱交換器導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)失效,一回路中帶放射性的鈉就會與二回路的鈉相混合,使二回路各部分

2、遭到放射性污染。
　　鈉水反應(yīng)事故是鈉冷快堆設(shè)計和安全分析必須考慮的重要事故,由于該事故的發(fā)生會影響整個系統(tǒng)的運(yùn)行安全,所以本文在建立鈉水反應(yīng)模型的同時也建立了一、二回路主冷卻系統(tǒng)模型、蒸汽發(fā)生器模型以及相應(yīng)的事故保護(hù)系統(tǒng)的模型。本文使用JTopmeret軟件進(jìn)行系統(tǒng)建模,所生成的程序可用于計算系統(tǒng)任意一點的流量、壓力、溫度等運(yùn)行參數(shù)。將該仿真模型在穩(wěn)態(tài)工況下的計算值與設(shè)計參數(shù)進(jìn)行對比,重要參數(shù)的誤差小于1％,在瞬態(tài)工況下,對快速

3、升降負(fù)荷情況進(jìn)行分析驗證,結(jié)果證明:本系統(tǒng)程序可以很好的完成仿真分析任務(wù),所添加的控制程序也能保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。
　　本文中的鈉泄漏程序模塊使用Fortran語言編寫,采用瞬時鈉水反應(yīng)理論模型,根據(jù)溫度判斷使用不同的化學(xué)反應(yīng)方程式。將編好的鈉泄漏模塊程序與系統(tǒng)程序在SimExec平臺中進(jìn)行耦合,同時對爆破片等專設(shè)安全設(shè)施加以控制,形成完整的鈉水反應(yīng)程序。該程序可以計算在不同泄漏率和不同的破口位置發(fā)生鈉水反應(yīng)事故時一、二回路

4、系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng),并能給出系統(tǒng)中任意節(jié)點壓力的波動以及流線流量的改變。將所得結(jié)果與安全分析報告進(jìn)行對比驗證,驗證結(jié)果表明:本文的鈉水反應(yīng)模型建立正確,計算結(jié)果與安全分析報告中的結(jié)果相符,本程序可以用于鈉水反應(yīng)事故的分析計算。
　　本文在進(jìn)一步的計算中研究在不同條件下發(fā)生鈉水反應(yīng)事故對系統(tǒng)造成的影響,分析結(jié)果顯示,在單相汽區(qū)發(fā)生最大泄漏鈉水反應(yīng)事故是最嚴(yán)重的鈉水反應(yīng)事故,但是即使發(fā)生最嚴(yán)重的鈉水反應(yīng)事故,由于保守的設(shè)計和貫徹始終的縱深