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二回路非能动余热排出系统设计要素分析

张红岩 师二兵 方成跃

张红岩, 师二兵, 方成跃. 二回路非能动余热排出系统设计要素分析[J]. 中国舰船研究, 2017, 12(3): 98-104. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.03.014
引用本文: 张红岩, 师二兵, 方成跃. 二回路非能动余热排出系统设计要素分析[J]. 中国舰船研究, 2017, 12(3): 98-104. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.03.014
Hongyan ZHANG, Erbing SHI, Chengyue FANG. Design factors analyses of second-loop PRHRS[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2017, 12(3): 98-104. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.03.014
Citation: Hongyan ZHANG, Erbing SHI, Chengyue FANG. Design factors analyses of second-loop PRHRS[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2017, 12(3): 98-104. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.03.014

二回路非能动余热排出系统设计要素分析

doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.03.014
基金项目: 

国家自然科学基金青年科学基金资助项目 51609227

详细信息
    作者简介:

    张红岩, 男, 1978年生, 硕士, 工程师

    通信作者:

    师二兵(通信作者), 男, 1991年生, 硕士, 助理工程师

  • 中图分类号: U664.15;TL364

Design factors analyses of second-loop PRHRS

知识共享许可协议
二回路非能动余热排出系统设计要素分析张红岩,等创作,采用知识共享署名4.0国际许可协议进行许可。
  • 摘要:   目的  为研究二回路非能动余热排出系统(PRHRS)的运行特性,   方法  借助瞬态热工安全分析程序RELAP5,建立主冷却剂系统和二回路非能动余热排出系统的仿真模型。对二回路非能动余热排出系统的3个关键设计要素(设计负荷、应急补水箱及蒸汽侧隔离阀开启速度)开展全部电源丧失事故及单侧主给水管道断裂事故工况下的瞬态计算和对比分析,   结果  分析结果表明:设计负荷需综合考虑系统安全性与冷却速率;应急补水箱向蒸汽发生器注水有利于事故后的初期冷却,而降低隔离阀开启速度可改善系统的启动特性。   结论  计算分析结果可为核动力装置二回路非能动余热排出系统设计提供参考。
  • 图  1  非能动余热排出系统原理图

    Figure  1.  Schematic diagram of PRHRS

    图  2  全部电源丧失事故冷却剂平均温度比较

    Figure  2.  Coolant average temperature comparison of station blackout accident

    图  3  单侧主给水管道断裂事故计算结果比较

    Figure  3.  Calculation results comparison of one-side feedwater line break accident

    图  4  有应急补水箱方案示意图

    Figure  4.  Schematic diagram of PRHRS with emergency makeup tank

    图  5  无应急补水箱方案示意图

    Figure  5.  Schematic diagram of PRHRS without emergency makeup tank

    图  6  单侧主给水管道断裂事故蒸汽发生器液位对比

    Figure  6.  Steam generator water level comparison of one-side feedwater line break accident

    图  7  PRHRS吸热量/%单侧主给水管道断裂事故非能动余热排出系统吸热量对比

    Figure  7.  PRHRS heat absorption comparison of one-side feedwater line break accident

    图  8  单侧主给水管道断裂事故非能动余热排出系统自然循环流量对比

    Figure  8.  PRHRS natural circulation flowrate comparison of one-side feedwater line break accident

    图  9  单侧主给水管道断裂事故热管段冷却剂温度对比

    Figure  9.  Hot leg coolant temperature comparison of one-side feedwater line break accident

    图  10  单侧主给水管道断裂事故稳压器液位对比

    Figure  10.  Pressurizer water level comparison of one-side feedwater line break accident

    图  11  全部电源丧失事故非能动余热排出系统压力对比

    Figure  11.  PRHRS pressure comparison of station blackout accident

    图  12  全部电源丧失事故非能动余热排出系统入口流量对比

    Figure  12.  PRHRS inlet flowrate comparison of station blackout accident

    表  1  多设计负荷工况设计参数及计算结果

    Table  1.   Design parameters and calculation results under various design capacities

    工况 非能动余
    热排出系
    统设计负
    荷(/ %FP)
    全部电源丧失事故 单侧主给水管道断裂事故
    冷却剂平均温度下
    降速率(/ ℃·h-1
    稳压器最高
    液位/%
    与堆芯功率
    匹配时间/s
    1 2.4 27.9 100 9 898
    2 3.0 42.8 79.92 2 794
    3 3.6 55.1 72.45 1 508
    4 4.0 65.1 68.53 1 012
    5 4.6 72.2 67.82 640
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-10-30
  • 网络出版日期:  2017-05-12
  • 刊出日期:  2017-05-24

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