【摘要】：燃料元件國產(chǎn)化是我國核電自主化生產(chǎn)及出口的重要條件。新型燃料元件的設(shè)計(jì)制造需要進(jìn)行輻照考驗(yàn),而堆內(nèi)輻照考驗(yàn)回路可以為燃料元件提供模擬真實(shí)壓水堆運(yùn)熱工行水力環(huán)境的輻照考驗(yàn)平臺(tái)。輻照考驗(yàn)回路運(yùn)行時(shí)管道內(nèi)為高溫高壓冷卻劑,且自身具有裂變功率,一旦發(fā)生事故,高溫高壓冷卻劑將噴涌而出,并伴有大量放射性物質(zhì)泄漏。因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)其進(jìn)行事故分析以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的安全性。本文基于CMRR堆內(nèi)高溫高壓輻照考驗(yàn)回路初步設(shè)計(jì)方案,利用RELAP5對(duì)其進(jìn)行建模,并調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行使之與設(shè)計(jì)參數(shù)相匹配。結(jié)果表明,回路設(shè)計(jì)方案的RELAP5模型運(yùn)行參數(shù)與設(shè)計(jì)值基本一致,滿足瞬態(tài)計(jì)算的要求。在此基礎(chǔ)上,分別計(jì)算了兩大類、三種典型的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故,分別如下:1.失流事故:回路為一環(huán)路運(yùn)行,因此選取了全部失流事故及卡軸事故兩個(gè)典型事故,并對(duì)其進(jìn)行了對(duì)比分析,對(duì)照驗(yàn)收準(zhǔn)則進(jìn)行了結(jié)果驗(yàn)收。2.失水事故:回路為試驗(yàn)回路,因此管路上連接有許多細(xì)小的管線。本文對(duì)試驗(yàn)回路的小破口失水事故進(jìn)行了分析,其中包含有冷/熱管段失水事故及冷管段事故的破口尺寸敏感性分析。之后還選取了對(duì)研究堆影響更大的內(nèi)壓力管破裂事故進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如下:回路卡軸事故/失流事故下壓力110%設(shè)計(jì)值,卡軸事故包殼溫度734.1℃1482℃,失流事故中MDNBR1.5,不會(huì)發(fā)生偏離泡核沸騰。冷/熱管段失水事故中,包殼峰值溫度分別為880.6℃及367.6℃,低于限值1204℃。對(duì)于不同尺寸冷管段小破口失水事故均能保證回路安全。研究堆冷卻劑溫度與氬氣氣隙壓強(qiáng)均無明顯變化。內(nèi)壓力管破裂事故中,包殼峰值溫度為985.7℃,低于限值1204℃。CMRR冷卻劑溫度達(dá)86.7℃,有較大影響。氬氣氣隙壓強(qiáng)最高達(dá)2.3MPa,對(duì)雙層壓力管結(jié)構(gòu)帶來挑戰(zhàn)。事故分析結(jié)果將對(duì)回路設(shè)計(jì)起到反饋?zhàn)饔?促使回路設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)。
【圖文】：

ＲＥＬＡＰ５作為壓水堆最佳估算程序，在安全分析方面已十分成熟，被各國廣泛運(yùn)用。逡逑２．２．２．１邋ＲＥＬＡＰ５邋程序結(jié)構(gòu)逡逑ＲＥＬＡＰ５由三個(gè)模塊自稱，三部分獨(dú)立工作，相輔相成。模塊組成如圖２．１所示［３８］。逡逑ＲＥＬＡＰ５逡逑ＩＮＰＵＴＤｌ邐ＴＲＮＣＴＬ邐ＳＴＲＩＰ逡逑圖２．１邋ＲｅｌａｐＳ上層結(jié)構(gòu)逡逑輸入模塊作用是輸入計(jì)算代碼，包括計(jì)算模型，初始參數(shù)及計(jì)算條件等項(xiàng)，為后續(xù)逡逑計(jì)算做準(zhǔn)備。逡逑計(jì)算模塊是用作程序穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)計(jì)算的。其中穩(wěn)態(tài)計(jì)算中包含有參數(shù)是否收斂的判逡逑斷模塊。逡逑后處理模塊是用作數(shù)據(jù)提取及后處理的。該模塊中包括了數(shù)據(jù)輸出及數(shù)據(jù)作圖等，逡逑可以方便用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。逡逑２．２．２．２水力學(xué)模型逡逑１１逡逑

３．１回路初步設(shè)計(jì)方案逡逑中國綿陽研究堆（ＣＭＲＲ）堆內(nèi)輻照考驗(yàn)回路的設(shè)計(jì)目的是為新型壓水堆燃料組件逡逑的轄照考驗(yàn)提供真實(shí)可信的平臺(tái)，其設(shè)計(jì)方案（流程圖）如圖３．１所示。逡逑Ｉ邐Ｉ邐｜邐Ｍ——逡逑；邐；邐ｌｏｗ邐ＣＭＲＲ邋ｃｏｏｌａｎｔ邋ｐｏｏｌ逡逑？邐｜Ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ￣｜邐Ｐｒｅｓｓｕｒｅ邐邐逡逑？邐１邐Ｓａｆｅｔｙ邐—逡逑！邐！邐Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ邐邐邐逡逑！邐Ｓ邐……邐邋１邐邋Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｒ逡逑！邐一Ｍ邋Ｉ邐６－ｙ．邋ｍｍ．邋ｒ逡逑邐邋！邋邐邋！邐Ｉ邋Ｍ邋Ｍ邋’邐Ｌ邐邐邋Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ邋Ｆａｃｉｌｉｔｙ逡逑１邐．－．ｉ邐；邐：ｉ邐０邐邐－ｎ逡逑Ｉ邐，１逡逑Ｃｏｏｌｉｎｇ邐；邐Ｓｆ；￣￣邐Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ邋邐邋／逡逑一邋｜＾｜逡逑ｈ！邋ｒ邐］邋ｐｕｍＴ＾邐ｍｍ逡逑Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ逡逑邐｜邐：邐：邐Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ逡逑ｊ邐；邐邋Ｖｏｌｕｍｅ邐＿逡逑！邐丨邐Ｃｏｎｔｒｏｌ逡逑；邐；邐Ｓｙｓｔｅｍ逡逑Ｔｈｉｒｄ邋ｌｏｏｐ邋；邋Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ邋ｌｏｏｐ邋；邐Ｐｒｉｍａｒｙ邋ｌｏｏｐ逡逑圖３．１回路初步設(shè)計(jì)方案逡逑ＣＭＲＲ堆內(nèi)考驗(yàn)回路由三個(gè)回路組成。主回路（即一回路）由輻照裝置、主循環(huán)泵、逡逑熱交換器、穩(wěn)壓器、電加熱裝置、化容控制系統(tǒng)、安注系統(tǒng)及相關(guān)連接管道等組成。其逡逑中輻照裝置為堆內(nèi)裝置，豎直放置與研究堆的豎直孔道內(nèi)，其余部件均布置在研究堆外逡逑的平臺(tái)上。二回路主要有循環(huán)泵和熱交換器
【學(xué)位授予單位】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM623;TL364.4

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本文編號(hào)：2684313