热管堆属于小型模块化反应堆,具有结构简单、建造方便、易于部署等特点,其运行于负荷跟踪模式。KRUSTY(Kilowatt Reactor Using Stirling TechnologY)作为热管堆Kilopower的原型机,已经经过了相关测试并取得了令人满意的结果。为了进一...热管堆属于小型模块化反应堆,具有结构简单、建造方便、易于部署等特点,其运行于负荷跟踪模式。KRUSTY(Kilowatt Reactor Using Stirling TechnologY)作为热管堆Kilopower的原型机,已经经过了相关测试并取得了令人满意的结果。为了进一步优化KRUSTY的结构,深入理解保温层对反应堆的影响,提升反应堆输出能量的效率,特此对其展开研究。通过多物理场软件Simscape对KRUSTY进行建模,并根据模型进行6种不同程度的修改方案,计算了0.6$反应性启动、±4×10^(-4)反应性引入以及±50%负荷改变工况下各个方案的反应堆行为。其中,多层保温材料(Multilayer Insulation,MLI)加倍方案的能量输出效率最高,达到了79.71%。结果表明:在堆芯、真空罐、反射层等结构间增加空隙数量,并且真空罐内部含有较厚保温层的情况下,反应堆导出能量的效率更高。展开更多
本文探究了一种基于RELAP5程序的球床模块式高温气冷堆模拟分析方法。以山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程(High Temperature Reactor-Pebble bed Module,HTR-PM)为研究对象,依据其系统特性进行模型简化与模块划分,建立了包括反应堆...本文探究了一种基于RELAP5程序的球床模块式高温气冷堆模拟分析方法。以山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程(High Temperature Reactor-Pebble bed Module,HTR-PM)为研究对象,依据其系统特性进行模型简化与模块划分,建立了包括反应堆堆芯流道、燃料热构件、横向导热构件及蒸汽发生器的全回路系统模型。基于所建HTR-PM模型,开展100%额定功率和50%额定功率下的平衡堆芯热工水力分析,同时研究了旁流份额对堆芯热效应的影响;在此基础上,选择保守旁流份额开展全厂断电叠加未能停堆(Anticipated Transient without Scram,ATWS)事故的模拟。结果表明:针对稳态平衡堆芯计算得到的回路主参数及堆芯燃料、冷却剂的温度分布与参考软件THERMIX的计算结果吻合良好;反应堆结构设计中,过高的旁流份额会导致堆芯局部燃料及冷却剂温度过高,通过优化堆芯结构降低旁流份额对保障堆芯热工安全具有重要意义;全厂断电ATWS事故中,燃料最高温度低于设计限值,再次验证球床模块式高温气冷堆的固有安全性。本研究基于独立的系统分析程序,实现对现有球床模块式高温气冷堆分析工具的补充和扩展;提供的详细的建模分析方法与丰富的数据,可为RELAP5程序在球床模块式高温气冷堆的复杂热工水力与事故分析的全面应用提供参考。展开更多
在核反应堆运行过程中,不同材料的腐蚀颗粒会逐渐沉积于蒸汽发生器传热管表面,形成结垢现象。这种结垢不仅会降低换热器的传热效率,还可能引发管道堵塞问题。通过构建套管式直流蒸汽发生器(once through steam generator, OTSG)二次侧...在核反应堆运行过程中,不同材料的腐蚀颗粒会逐渐沉积于蒸汽发生器传热管表面,形成结垢现象。这种结垢不仅会降低换热器的传热效率,还可能引发管道堵塞问题。通过构建套管式直流蒸汽发生器(once through steam generator, OTSG)二次侧全范围内的结垢沉积模型,系统地分析了换热区内流道传热特性及流型对表面结垢的影响机制,并从多维度揭示了套管式OTSG二次侧传热管表面结垢的分布规律,深入探讨了其内部结垢分布特性。研究结果表明,由于套管式OTSG独特的月牙形流道结构导致的周向不均匀性,使得传热管表面的结垢呈现螺旋条带状分布特征。颗粒直径的变化不会显著改变颗粒结垢的沉积情况;颗粒浓度越大,颗粒结垢情况越严重。展开更多
文摘本文探究了一种基于RELAP5程序的球床模块式高温气冷堆模拟分析方法。以山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程(High Temperature Reactor-Pebble bed Module,HTR-PM)为研究对象,依据其系统特性进行模型简化与模块划分,建立了包括反应堆堆芯流道、燃料热构件、横向导热构件及蒸汽发生器的全回路系统模型。基于所建HTR-PM模型,开展100%额定功率和50%额定功率下的平衡堆芯热工水力分析,同时研究了旁流份额对堆芯热效应的影响;在此基础上,选择保守旁流份额开展全厂断电叠加未能停堆(Anticipated Transient without Scram,ATWS)事故的模拟。结果表明:针对稳态平衡堆芯计算得到的回路主参数及堆芯燃料、冷却剂的温度分布与参考软件THERMIX的计算结果吻合良好;反应堆结构设计中,过高的旁流份额会导致堆芯局部燃料及冷却剂温度过高,通过优化堆芯结构降低旁流份额对保障堆芯热工安全具有重要意义;全厂断电ATWS事故中,燃料最高温度低于设计限值,再次验证球床模块式高温气冷堆的固有安全性。本研究基于独立的系统分析程序,实现对现有球床模块式高温气冷堆分析工具的补充和扩展;提供的详细的建模分析方法与丰富的数据,可为RELAP5程序在球床模块式高温气冷堆的复杂热工水力与事故分析的全面应用提供参考。
文摘在核反应堆运行过程中,不同材料的腐蚀颗粒会逐渐沉积于蒸汽发生器传热管表面,形成结垢现象。这种结垢不仅会降低换热器的传热效率,还可能引发管道堵塞问题。通过构建套管式直流蒸汽发生器(once through steam generator, OTSG)二次侧全范围内的结垢沉积模型,系统地分析了换热区内流道传热特性及流型对表面结垢的影响机制,并从多维度揭示了套管式OTSG二次侧传热管表面结垢的分布规律,深入探讨了其内部结垢分布特性。研究结果表明,由于套管式OTSG独特的月牙形流道结构导致的周向不均匀性,使得传热管表面的结垢呈现螺旋条带状分布特征。颗粒直径的变化不会显著改变颗粒结垢的沉积情况;颗粒浓度越大,颗粒结垢情况越严重。
