【摘要】：反應(yīng)堆的安全運行是整個核電廠安全運行的關(guān)鍵,因此反應(yīng)堆是操縱員在運行過程中的重點監(jiān)測對象,但是由于壓力容器內(nèi)傳感器的安裝條件限制,當(dāng)前反應(yīng)堆內(nèi)傳感器的安裝位置、類型以及數(shù)量都非常有限,操縱員并不能通過已安裝的堆內(nèi)及堆外探測器在線監(jiān)測包括堆芯三維功率分布、燃料溫度、包殼溫度以及MDNBR等關(guān)系反應(yīng)堆運行安全的重要狀態(tài)參數(shù),這導(dǎo)致反應(yīng)堆操縱員在操作過程中無法全面地實時了解反應(yīng)堆運行狀態(tài),影響了反應(yīng)堆的運行安全性。本文以福清核電站一號機(jī)組反應(yīng)堆為研究對象,基于反應(yīng)堆核熱耦合仿真模型開發(fā)了堆芯狀態(tài)監(jiān)測程序。本課題在建模過程中應(yīng)用THEATRe程序?qū)毫θ萜鲀?nèi)的熱工水力過程進(jìn)行仿真,應(yīng)用REMARK程序?qū)Ψ磻?yīng)堆堆芯物理部分進(jìn)行仿真,應(yīng)用COBRAIIIC程序?qū)Χ研具M(jìn)行子通道熱工水力計算,然后將三種仿真程序在GSE公司的SimExec實時仿真平臺上進(jìn)行多尺度核熱耦合。耦合程序采用福清核電廠仿真機(jī)模擬運行數(shù)據(jù)作為仿真計算的邊界條件,以實現(xiàn)對堆芯內(nèi)主要狀態(tài)參數(shù)的實時在線仿真計算。最后本文應(yīng)用C#4.0語言編寫了圖形化人機(jī)界面,將堆芯狀態(tài)監(jiān)測程序的計算結(jié)果以顏色分布、曲線變化等更加直觀、具體的形式展示給操縱員,從而提高操縱員的監(jiān)測效率。本文使用穩(wěn)態(tài)滿功率工況、主蒸汽管道破裂事故和控制棒失控下插事故對堆芯狀態(tài)監(jiān)測程序在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工況下實時在線計算的準(zhǔn)確性進(jìn)行分析和驗證,相關(guān)結(jié)果表明本文開發(fā)的堆芯狀態(tài)監(jiān)測程序能夠在穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)工況下對堆芯主要狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的實時在線仿真計算,滿足操縱員對堆芯狀態(tài)監(jiān)測的要求。本文開發(fā)的堆芯狀態(tài)監(jiān)測程序可以作為核電廠現(xiàn)有反應(yīng)堆檢測系統(tǒng)的補(bǔ)充,輔助操縱員更加全面、高效地對堆芯狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測或安全分析,從而提高核電廠的運行安全性,保證核電事業(yè)的安全發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TL351.1
【圖文】：

獲得了美國核管會批準(zhǔn)授權(quán)，最早發(fā)行于 1989 年[1]。經(jīng)過 20 余年的成為當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣泛的堆芯在線監(jiān)測系統(tǒng)，其還將應(yīng)用在我國P1000 機(jī)組。CON 系統(tǒng)的主要工作原理共分為四部分，其核心算法是用于堆芯核程序 SPNOVA[19]，首先第一步先用堆芯物理計算程序求解兩群中子擴(kuò)參考功率分布；之后第二步將堆芯中子探測器信號轉(zhuǎn)化為節(jié)點功率值參考功率值相比較，生成一系列參考功率校正因子；第三部將計算出函數(shù)進(jìn)行擬合并擴(kuò)展至全堆芯，然后對無探測器位置的參考堆芯功率正，從而得到經(jīng)過實際探測器數(shù)據(jù)校正后的全堆芯三維功率分布值；到的堆芯功率分布值進(jìn)一步計算得到最小 DNBR、堆芯功率峰因子等[20]。BEACON 系統(tǒng)除了可以持續(xù)監(jiān)測堆芯三維功率分布，最小 DNB還可以提供實時計算停堆裕度，堆芯數(shù)據(jù)趨勢分析等多種運行支持功 所示。

圖 2.2 堆芯狀態(tài)監(jiān)測程序計算流程圖文使用福清一期核電站仿真機(jī)代替實際電站為堆芯狀態(tài)監(jiān)測程序提將這些數(shù)據(jù)作為堆芯狀態(tài)監(jiān)測程序?qū)崟r在線仿真計算的邊界條件。程序 REMARK 根據(jù)仿真機(jī)提供的控制棒棒位及硼濃度數(shù)據(jù)作為邊界核功率以及堆芯三維功率分布，并將計算出的功率分布數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)給傳遞給 THEATRe 程序和 COBRAIIIC 程序，之后 THEATRe 程序利力容器進(jìn)口冷卻劑流量、溫度和出口壓力數(shù)據(jù)作為邊界條件并結(jié)合 R的堆芯功率分布數(shù)據(jù)計算出堆芯進(jìn)口冷卻劑流量、溫度和出口壓力等 COBRAIIIC 程序。COBRAIIIC 程序通過 THEATRe 程序提供的堆芯 REMARK 程序提供的功率分布數(shù)據(jù)計算出燃料溫度、包殼溫度、冷態(tài)參數(shù)，并將燃料溫度和冷卻劑密度作為熱工反饋參數(shù)傳遞給 REMA熱耦合反饋計算。最終堆芯狀態(tài)監(jiān)測程序?qū)⒂嬎愠龅亩研局饕獱顟B(tài)參人機(jī)界面上進(jìn)行顯示，以圖形化方式展示給反應(yīng)堆操縱員。

圖 2.3 REMARK 計算流程圖為了減小求解中子擴(kuò)散方程的計算時間，REMARK 程序在變量分離法，將中子通量的求解分為形狀函數(shù)和幅值函數(shù)序應(yīng)用點堆方程對幅值函數(shù)進(jìn)行求解，應(yīng)用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)近似條件用 ADI 算法對求解過程進(jìn)行了改進(jìn)，有效提高了計算精度e 程序簡介序是美國 GSE 公司基于 SimExec 實時仿真平臺開發(fā)的系統(tǒng)熱真模型在 RELAP 程序的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)簡化，將分相流模證計算精度的前提下，提高了計算速度，可以對核電廠主要程

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李茁;吳宏春;曹良志;李云召;;基于諧波展開法的壓水堆堆芯功率分布在線監(jiān)測[J];核動力工程;2015年05期

2 王大勇;;BEACON在AP1000核電機(jī)組運行中的應(yīng)用[J];中國高新技術(shù)企業(yè);2014年17期

3 嚴(yán)穎第;顧健;;福清核電站土石方平衡管理研究[J];中國核電;2013年03期

4 戴青;陳笑松;;BEACON堆芯在線監(jiān)測系統(tǒng)概述[J];原子能科學(xué)技術(shù);2013年S1期

5 白寧;朱元兵;任志豪;陳俊;周有新;厲井鋼;賀海波;;子通道分析程序LINDEN的開發(fā)與初步驗證[J];原子能科學(xué)技術(shù);2013年S1期

6 陳義學(xué);劉占權(quán);胡嘯宇;王蘇;王常輝;全國萍;安偉健;沈峰;;COSINE軟件包堆芯物理分析程序CORE開發(fā)與初步測試驗證[J];原子能科學(xué)技術(shù);2013年S1期

7 劉余;李峰;張虹;張渝;;三維物理-熱工耦合系統(tǒng)RECON的開發(fā)與驗證[J];原子能科學(xué)技術(shù);2012年10期

8 周旭華;李富;王登營;;蒙特卡羅共軛輸運法計算堆外探測器三維空間響應(yīng)函數(shù)[J];核動力工程;2010年03期

9 周旭華;李富;韓松;王登營;顏見秋;;堆外探測器讀數(shù)與堆內(nèi)功率分布的關(guān)系研究[J];核電子學(xué)與探測技術(shù);2010年02期

10 湯春桃;張少泓;;以柵元為模塊進(jìn)行特征線跟蹤的中子輸運方程解法[J];核動力工程;2009年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 周剛;伊雄鷹;;核動力仿真技術(shù)及其發(fā)展[A];第四屆北京核學(xué)會核應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙強(qiáng);核電廠反應(yīng)堆堆芯物理在線仿真系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 王冰;海洋條件下核反應(yīng)堆熱工水力分析程序開發(fā)[D];哈爾濱工程大學(xué);2017年

2 石波;反應(yīng)堆主冷卻劑系統(tǒng)模塊化建模方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2015年

3 周琴;堆芯安全性在線分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2014年

4 梁誠勝;900MW壓水堆堆芯穩(wěn)態(tài)熱工分析及一回路系統(tǒng)水錘計算[D];華北水利水電大學(xué);2014年

5 李浩;基于主曲線的軟測量及其應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2013年

6 馬廷偉;熱工水力反應(yīng)性反饋敏感性分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

7 劉國華;激勵式仿真系統(tǒng)的研究及其在600MW超臨界機(jī)組中的應(yīng)用[D];華北電力大學(xué)（河北）;2007年

本文編號：2828921