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[期刊论文] 崔青蓝 彭常宏 郭赟
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CSTPCD 北大核心
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摘要:近年来,国内外进行多项研究堆概率安全分析,其中管道破口导致的失水事故是堆芯损坏的重要风险来源.本文参考管道破口计算程序PRAISE(Piping Reliability Analysis Including Seismic Events)方法,选取压力壳型研究堆——高通量工程试验堆(High Flux Engineering Test Reactor,HFETR)的运行工况,对其反应堆冷却剂出口管道的焊缝进行分析,得到运行中该处焊缝发生各类破口的频率....
[硕士论文] 崔青蓝
核科学与技术 中国科学技术大学 2018(学位年度)
摘要:核聚变是未来解决能源问题的重要途径,包层是聚变反应堆中实现能量转换和氚增殖的关键部件,聚变反应产生的高能中子在包层转变为热能加热冷却剂实现发电,同时生成氚。目前,国内外的包层研究处于设计阶段,对包层在稳态和事故工况下的安全特性进行分析,制定缓解措施和设置重要运行参数的控制系统,对于包层的设计工作具有重要意义。
  本文以中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)水冷固态包层(Water Cooled Ceramic Breeder,WCCB)的一个扇段为研究对象,根据包层结构和主要运行参数建立了一个扇段回路的RELAP5计算模型,其中一回路包括扇段包层、稳压器、蒸汽发生器和主冷却剂泵,二回路采用时间相关控制体进行模拟。通过调试,模型稳态运行时各项参数与设计值基本保持一致。随后本文计算了失流事故、热阱丧失事故和全厂断电事故下扇段包层的事故进程,并制订了相应的缓解措施。
  失流事故的计算表明,如果事故后聚变反应立刻停止,那么包层在衰变热和二回路热阱的作用下能够建立起自然循环,提供有效的长期冷却。事故中如果不采取缓解措施及时停堆,将会很快导致第一壁RAFM钢和钨铠甲失效,发生真空室破口。
  热阱丧失事故的计算表明,事故中一回路温度和压力升高,流量下降,包层材料温度上升,第一壁和冷却板的RAFM钢相继超过限值,最终引发包层内部失水事故。作为缓解措施,需要在事故后立刻停止聚变反应,并且在事故发生后最迟14分钟投入应急系统,恢复二回路流量,才能确保回路压力不触发稳压器安全阀并且包层内部流体不达到饱和温度。
  在全厂断电事故中,一二回路冷却剂流量丧失,聚变反应由于等离子体失去控制而停止,衰变热成为唯一热源,事故后15h包层没有发生失效。在事故后恢复二回路流量,可以在一回路中构建自然循环,通过非能动的方式带走衰变热。
  为了保持扇段包层运行中主要热工参数的稳定,本文进行了压力、功率和温度的控制系统的初步设计。压力通过稳压器调节,在功率升高的预期工况下能够有效保持回路压力稳定。功率的控制主要是匹配一回路功率和蒸汽发生器二次侧负荷,在此基础上增加温度作为输入,来维持入口温度的稳定。
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