钠冷快堆丧失蒸汽发生器模块后的不对称运行工况设计方法研究

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作者 王利霞 王晓坤 +3 位作者 齐少璞 杨军 叶尚尚 刘一哲 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1155-1162,共8页

本文针对典型钠冷快堆,采用钠冷快堆系统分析程序FR-Sdaso对其丧失蒸汽发生器模块后的不对称运行工况进行了分析计算,基于两种流量分配方式及稳态非对称模型,计算得到不同功率水平下的工况特征参数,包括不同环路的功率分配、主热传输系... 本文针对典型钠冷快堆,采用钠冷快堆系统分析程序FR-Sdaso对其丧失蒸汽发生器模块后的不对称运行工况进行了分析计算,基于两种流量分配方式及稳态非对称模型,计算得到不同功率水平下的工况特征参数,包括不同环路的功率分配、主热传输系统节点温度等。通过对比分析,从可接受的最高功率水平、环路的对称性等多方面,对两种流量分配方式的优缺点进行对比总结。研究成果可为钠冷快堆丧失蒸汽发生器模块后的目标运行工况设计方法提供参考。 展开更多

关键词 钠冷快堆 模块式蒸汽发生器 丧失模块 工况设计

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超临界二氧化碳布雷顿循环系统关键参数对循环效率的影响研究

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作者 郭瑞阳 杨红义 +3 位作者 庄毅 肖常志 乔鹏瑞 齐少璞 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1018-1029,共12页

超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环具有热能利用率高、结构紧凑、布置简单等优点,耦合反应堆容易实现集成化,适用于小型模块堆的研发。本文建立了简单回热、分流再压缩、再热再压缩及间冷再压缩循环的4种循环布局模型,针对设备等熵效... 超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环具有热能利用率高、结构紧凑、布置简单等优点,耦合反应堆容易实现集成化,适用于小型模块堆的研发。本文建立了简单回热、分流再压缩、再热再压缩及间冷再压缩循环的4种循环布局模型,针对设备等熵效率采用了一种无量纲效率计算方法,计算了不同设备尺寸和工作压比下的设备效率,深入分析了压缩机和涡轮机入口参数及其效率随工况改变对系统循环效率的影响。结果表明:4种循环布局针对不同工况变化趋势相似。其中,主压缩机和涡轮机入口焓值、中间压缩机入口压力及再热涡轮机入口压力都存在对应循环效率最高的最佳值;以分流再压缩循环为例给出了不同功率等级及不同系统最高温度下循环效率随系统压比的变化,并与采用恒定设备效率计算结果进行对比,其结果能更全面客观的反应S-CO_(2)布雷顿循环的特征。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳 布雷顿循环 设备参数 循环效率

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基于FR-Sdaso的法国凤凰堆寿期末自然循环实验分析 被引量：6

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作者 齐少璞 杨红义 +3 位作者 杨晓燕 王晓坤 王晋 叶尚尚 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期273-280,共8页

系统分析程序是开展反应堆安全分析的重要工具之一,也可用于开展系统瞬态实验过程的分析。法国凤凰堆(Phenix)在停运之前开展的自然循环实验是钠冷快堆领域非常重要的系统瞬态实验,为研究钠冷快堆的瞬态特点提供了很好的参考。为分析此... 系统分析程序是开展反应堆安全分析的重要工具之一,也可用于开展系统瞬态实验过程的分析。法国凤凰堆(Phenix)在停运之前开展的自然循环实验是钠冷快堆领域非常重要的系统瞬态实验,为研究钠冷快堆的瞬态特点提供了很好的参考。为分析此实验过程,利用自主研发的系统分析程序FR-Sdaso对凤凰堆进行建模,对其自然循环实验开展计算分析,并将主要参数的计算值与实验值进行了对比分析。结果表明,FR-Sdaso可较好地模拟此实验的瞬态过程,可用于开展钠冷快堆此类瞬态的安全分析。 展开更多

关键词 钠冷快堆 系统分析程序 FR-Sdaso Phenix自然循环实验

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钠冷快堆直流式蒸汽发生器固定网格与滑移网格模型对比分析 被引量：7

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作者 叶尚尚 杨红义 +4 位作者 刘一哲 杨晓燕 王晓坤 齐少璞 王利霞 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1219-1224,共6页

根据钠冷快堆核电厂直流式蒸汽发生器(OTSG)的热工水力特性,基于固定网格模型和滑移网格模型编制了OTSG瞬态分析程序OTAC。对美国能源技术工程中心(ETEC)的OTSG停闭实验进行了模拟,并将计算值与实验值作了对比分析。结果发现,两种模型... 根据钠冷快堆核电厂直流式蒸汽发生器(OTSG)的热工水力特性,基于固定网格模型和滑移网格模型编制了OTSG瞬态分析程序OTAC。对美国能源技术工程中心(ETEC)的OTSG停闭实验进行了模拟,并将计算值与实验值作了对比分析。结果发现,两种模型的计算值与实验值吻合较好,其中固定网格模型只有在网格数目足够多时才能避免计算结果的突跳,而滑移网格模型可在较少网格数目下取得很好的计算效果,提高了数值稳定性,避免了计算结果的不连续。 展开更多

关键词 直流式蒸汽发生器 固定网格模型 滑移网格模型

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基于时间常数的核电厂主循环泵惰转模型开发与验证 被引量：5

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作者 叶尚尚 郭晓娴 +6 位作者 Thanh HUA 杨红义 刘一哲 齐少璞 王晓坤 杨晓燕 杨军 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期642-647,共6页

在核电厂初步设计阶段,针对反应堆进行的工况设计和安全分析均需要泵的惰转模型提供输入。现有泵的惰转模型几乎都需要已知泵的设计参数和管路系统阻力特性,但在电厂初步设计阶段,泵的详细结构设计尚未开展,管路阻力特性也难以获取。针... 在核电厂初步设计阶段,针对反应堆进行的工况设计和安全分析均需要泵的惰转模型提供输入。现有泵的惰转模型几乎都需要已知泵的设计参数和管路系统阻力特性,但在电厂初步设计阶段,泵的详细结构设计尚未开展,管路阻力特性也难以获取。针对上述问题,提出了两种基于时间常数的主泵惰转特性曲线计算模型,并采用核电厂主循环泵的惰转试验数据进行了对比验证。分析结果表明,模型A在高转速时与试验值吻合较好,低转速时偏差较大,而模型B在整个惰转过程中与试验值均较接近,可用于核电厂的工况设计和安全分析。 展开更多

关键词 惰转 主泵 时间常数 计算模型

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钠冷快堆丧失蒸汽发生器模块后的最佳工况研究 被引量：5

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作者 王利霞 杨红义 +4 位作者 杨晓燕 刘一哲 王晓坤 齐少璞 叶尚尚 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期292-298,共7页

钠冷快堆通过采用模块式蒸汽发生器的设计方案以提高核电厂的负荷因子。核电厂运行中若发生丧失蒸汽发生器模块事件,核电厂工况将发生变化,应进行适当的调节,调节的目标工况可通过设计与研究给出。本工作对某典型池式钠冷快堆丧失1个蒸... 钠冷快堆通过采用模块式蒸汽发生器的设计方案以提高核电厂的负荷因子。核电厂运行中若发生丧失蒸汽发生器模块事件,核电厂工况将发生变化,应进行适当的调节,调节的目标工况可通过设计与研究给出。本工作对某典型池式钠冷快堆丧失1个蒸汽发生器模块后的最佳工况进行研究,主要研究内容包括对其主热传输系统进行建模,开展主热参数匹配计算,根据相关运行限值来筛选方案并分析关键参数,最终给出较为合适的运行工况。本工作为钠冷快堆在丧失蒸汽发生器模块后的工况设计提供了重要依据。 展开更多

关键词 钠冷快堆 模块式蒸汽发生器 丧失模块 最佳工况

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钠冷快堆系统程序FR-Sdaso开发 被引量：5

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作者 王晓坤 齐少璞 +8 位作者 杨军 叶尚尚 王利霞 冯宗蕊 种道彤 贾鸿玉 杨晓燕 刘一哲 杨红义 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2045-2053,共9页

为解决600 MW示范快堆(CFR600)事故分析和工况设计中的实际问题,自主开发了钠冷快堆系统程序FR-Sdaso,其建模范围包括堆芯、一回路、二回路、三回路、四回路和事故余热排出系统,主要物理模型包括点堆模型、单通道堆芯热工模型、多区钠... 为解决600 MW示范快堆(CFR600)事故分析和工况设计中的实际问题,自主开发了钠冷快堆系统程序FR-Sdaso,其建模范围包括堆芯、一回路、二回路、三回路、四回路和事故余热排出系统,主要物理模型包括点堆模型、单通道堆芯热工模型、多区钠池模型、四区蒸汽发生器模型等核岛设备或部件分析模型,汽轮机、凝汽器、给水加热器、除氧器等常规岛设备采用集总参数模型,泵、阀门、管道及控制体等采用通用模型。对程序进行了初步验证,结果表明,FR-Sdaso程序可用于分析全厂瞬态工况及超功率、失流、失热阱等典型事故过程。目前,FR-Sdaso程序已用于CFR600的设计和安全分析。 展开更多

关键词 钠冷快堆 系统程序 FR-Sdaso

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不对称工况对池式钠冷快堆堆芯入口温度的影响 被引量：8

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作者 杨晓燕 齐少璞 +1 位作者 杨红义 王晓坤 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1977-1983,共7页

对于池式钠冷快堆,堆芯入口温度是重要的热工参数之一,电厂设计过程中堆芯入口温度的确定受多种因素制约,其中包括不同电厂工况的影响。不对称工况是一种典型的电厂工况,本文以600MW两环路设计的池式钠冷快堆为研究对象,采用钠冷快堆系... 对于池式钠冷快堆,堆芯入口温度是重要的热工参数之一,电厂设计过程中堆芯入口温度的确定受多种因素制约,其中包括不同电厂工况的影响。不对称工况是一种典型的电厂工况,本文以600MW两环路设计的池式钠冷快堆为研究对象,采用钠冷快堆系统分析程序分析不对称工况对堆芯入口温度的影响。研究结果表明,在所分析的不对称工况下,冷池温度会出现明显的不对称现象,且其中1个环路的冷池温度明显上升。通过分析可知,作为电厂的重要热工参数,在不对称工况下,堆芯入口温度变化的影响主要体现在对冷池内设备的影响上,对电厂整体功能和性能有所影响但不构成该工况下影响电厂功能和性能的关键因素。 展开更多

关键词 池式钠冷快堆 堆芯入口温度 不对称工况

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小型反应堆技术发展趋势 被引量：14

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作者 周培德 侯斌 +2 位作者 陈晓亮 乔鹏瑞 齐少璞 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期218-225,共8页

小型反应堆预期应用领域广,采用不同技术路线的小型反应堆有相应的特点和优先的应用方向。采用不同冷却剂的小型反应堆,要解决的技术问题不尽相同,如钠冷小型反应堆,重点需解决长达十几年的换料周期、钠水反应安全等问题。铅铋冷小型反... 小型反应堆预期应用领域广,采用不同技术路线的小型反应堆有相应的特点和优先的应用方向。采用不同冷却剂的小型反应堆,要解决的技术问题不尽相同,如钠冷小型反应堆,重点需解决长达十几年的换料周期、钠水反应安全等问题。铅铋冷小型反应堆,重点需解决耐腐蚀耐高温结构材料、210 Po防护、一体化小型化等设计和工程技术问题。中国原子能科学研究院(CIAE)基于中国实验快堆和霞浦示范快堆技术研究,推出了较为成熟的小型钠冷快堆设计方案,其也是CIAE在小型反应堆技术应用研究领域具有代表性的成果之一。 展开更多

关键词 小型反应堆 钠冷快堆 一体化

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CEFR流量1区燃料组件管脚流量分配数值模拟 被引量：3

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作者 李淞 齐少璞 +1 位作者 马晓 冯预恒 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期251-256,共6页

为提高堆芯流量分配的精度,通过CFD数值模拟软件CFX,应用标准k-ε湍流模型及SIMPLE算法对中国实验快堆1型小栅板联箱、节流件及流量1区管脚的流量分配进行三维数值模拟。在已有研究基础上,模拟过程中考虑了材料的壁面效应对压降的影响,... 为提高堆芯流量分配的精度,通过CFD数值模拟软件CFX,应用标准k-ε湍流模型及SIMPLE算法对中国实验快堆1型小栅板联箱、节流件及流量1区管脚的流量分配进行三维数值模拟。在已有研究基础上,模拟过程中考虑了材料的壁面效应对压降的影响,使模拟工况更接近实验真实情况。与已有实验结果进行对比时,考虑了重力压降、沿程压降及局部压降,对模拟结果进行了系统误差修正。由计算结果可知:节流件及小栅板联箱的压降计算结果与修正后的水力台架实验结果符合较好。在本文的管脚布置情况下,1、5、6号组件的平均流量比2、3、4、7号组件的平均流量低3.8%。根据模拟计算结果可更准确地预测堆内最热管的流量分配情况,可为今后的水力实验提供参考。 展开更多

关键词 中国实验快堆 小栅板联箱 数值模拟 管脚布置

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EBR-Ⅱ停堆余热排出试验SHRT-17分析 被引量：1

11

作者 王晋 王晓坤 +2 位作者 杨军 刘一哲 齐少璞 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期98-107,共10页

SHRT-17是美国钠冷快堆EBR-Ⅱ进行的停堆余热排出试验,目的是为了证明EBR-Ⅱ的自然循环流量可以保证堆芯安全。采用中国原子能科学研究院自主开发的快堆系统分析程序FASYS对EBR-ⅡSHRT-17试验的一回路热工水力现象进行了计算分析。采用F... SHRT-17是美国钠冷快堆EBR-Ⅱ进行的停堆余热排出试验,目的是为了证明EBR-Ⅱ的自然循环流量可以保证堆芯安全。采用中国原子能科学研究院自主开发的快堆系统分析程序FASYS对EBR-ⅡSHRT-17试验的一回路热工水力现象进行了计算分析。采用FASYS程序对SHRT-17试验的堆芯和一回路进行建模,并将堆芯功率、两台一回路主泵的转速、中间热交换器中间回路入口钠流量和温度作为计算边界条件。对比分析表明自然循环稳定阶段主泵流量计算值与试验值符合较好,自然循环过渡阶段的主泵流量计算值高于试验值,测量组件XX09的冷却剂温度计算值与试验值符合较好,由于对低温测量组件XX10进行模拟时未考虑相邻高温组件的影响,XX10组件的冷却剂温度计算值显著低于试验值。FASYS程序对SHRT-17试验的分析验证了该程序堆芯和一回路热工水力模型的正确性。 展开更多

关键词 钠冷快堆 系统分析程序 EBR-Ⅱ停堆余热排出试验 程序验证

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基于遗传算法的钠冷快堆堆芯流量分区优化设计方法 被引量：1

12

作者 王晓坤 王端 +2 位作者 齐少璞 胡赟 张东辉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1660-1665,共6页

钠冷快堆采用封闭组件,流量分区是实现堆芯出口温度展平的重要途径。传统的流量分区优化设计方法的计算量随组件数的增加呈指数增长,不适用于解决大型问题。本文建立了流量分区设计的最优化模型,并设计了基于最优个体保存策略的遗传算法... 钠冷快堆采用封闭组件,流量分区是实现堆芯出口温度展平的重要途径。传统的流量分区优化设计方法的计算量随组件数的增加呈指数增长,不适用于解决大型问题。本文建立了流量分区设计的最优化模型,并设计了基于最优个体保存策略的遗传算法,以燃料最高温度限值和包壳温度限值为边界条件,搜索出使活性区平均出口温度最高以及活性区总流量最小的最优流量分区方案,为解决大型钠冷快堆堆芯流量分区优化设计问题提供了新的途径。 展开更多

关键词 钠冷快堆 流量分区 遗传算法

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基于超临界二氧化碳布雷顿循环的钠冷快堆方案研究 被引量：7

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作者 齐少璞 杨红义 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期567-574,共8页

超临界二氧化碳布雷顿循环因热效率高、布置紧凑等特点受到了广泛的关注,多种核能系统将其列为备选的动力循环系统.为研究基于超临界二氧化碳布雷顿循环的钠冷快堆系统的特点,本文在调研和分析的基础上,从反应堆回路数目、动力循环方式... 超临界二氧化碳布雷顿循环因热效率高、布置紧凑等特点受到了广泛的关注,多种核能系统将其列为备选的动力循环系统.为研究基于超临界二氧化碳布雷顿循环的钠冷快堆系统的特点,本文在调研和分析的基础上,从反应堆回路数目、动力循环方式、系统参数选取及设备材料选型等方面开展了分析与对比,针对给定的系统配置方式初步分析了系统主要参数特点,并对应用于钠冷快堆的超临界二氧化碳动力循环系统的发展提出了建议. 展开更多

关键词 超临界二氧化碳 布雷顿循环 钠冷快堆

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示范快堆一回路主管道断裂事故最佳估算分析研究

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作者 叶尚尚 刘一哲 +3 位作者 杨红义 杨军 王晓坤 齐少璞 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期646-657,共12页

与安全裕量有关的研究一直是反应堆安全设计与安全分析的重点和难点问题。本文针对池式示范快堆CFR600的设计特点,对主热传输系统中的重要现象进行了分析,并建立了最佳估算模型,基于Wilks方法对CFR600一回路主管道断裂事故进行了不确定... 与安全裕量有关的研究一直是反应堆安全设计与安全分析的重点和难点问题。本文针对池式示范快堆CFR600的设计特点,对主热传输系统中的重要现象进行了分析,并建立了最佳估算模型,基于Wilks方法对CFR600一回路主管道断裂事故进行了不确定性量化计算。最佳估算分析结果表明,CFR600在一回路主管道断裂事故下,包壳最高温度95%/95%上限为851.6℃,相较于保守分析结果具有约91.8℃裕量,低于包壳破损验收准则。 展开更多

关键词 示范快堆 一回路主管道断裂事故 热工水力 最佳估算 不确定性

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适应SCO_(2)物性变化特性的印刷电路板换热器性能研究

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作者 赵全斌 侯敏 +3 位作者 孙剑锋 张大林 齐少璞 种道彤 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1531-1538,共8页

针对二氧化碳工质在超临界二氧化碳(SCO_(2))布雷顿循环冷端处于近临界状态,物性随温度变化剧烈,冷端换热器的设计和运行控制难度大等问题,基于换热器分段设计的方法,设计了应用于超临界二氧化碳动力循环冷端换热的直通道印刷电路板换热... 针对二氧化碳工质在超临界二氧化碳(SCO_(2))布雷顿循环冷端处于近临界状态,物性随温度变化剧烈,冷端换热器的设计和运行控制难度大等问题,基于换热器分段设计的方法,设计了应用于超临界二氧化碳动力循环冷端换热的直通道印刷电路板换热器(PCHE)和变截面通道PCHE,分析了SCO_(2)在不同流道形式的PCHE中的流动和换热特性。利用SIMULINK建立换热器的仿真模型,研究入口参数偏离设计工况时对不同流道形式换热器的SCO_(2)出口参数的影响。结果表明:SCO_(2)侧流道截面渐扩的设计能增强PCHE的换热性能,但同时会增大SCO_(2)侧的压损;流道截面渐扩的PCHE在冷侧和热侧入口参数偏离设计工况时,能更好地稳定SCO_(2)的出口温度,拓宽了冷端参数的运行范围。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳 印刷电路板换热器 变截面通道 敏感性分析

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