系統(tǒng)安全分析程序在超臨界水冷堆和鈉冷快堆上的適用性研發(fā)與應用.pdf

1、系統(tǒng)安全分析程序（以下簡稱系統(tǒng)程序）是對反應堆系統(tǒng)進行瞬態(tài)和事故安全分析的重要工具。在近十年來第四代先進核能系統(tǒng)研發(fā)熱潮背景下，國際核能界針對第四代反應堆系統(tǒng)程序開展了大量研究工作。由于輕水堆系統(tǒng)程序發(fā)展成熟，經過了全面系統(tǒng)的驗證和廣泛的應用，其中一些被加以修改以適用于第四代核能系統(tǒng)。這些修改后的程序的適用性及可靠性還有待進一步研究。
　　 本文針對第四代反應堆中的超臨界水冷堆和鈉冷快堆進行系統(tǒng)程序的模型開發(fā)、驗證與應用研究。首

2、先對輕水堆系統(tǒng)程序ATHLET在這兩種第四代堆型上的適用性進行評價，在此基礎上對ATHLET程序進行二次模型開發(fā)，即開發(fā)適用于超臨界水和鈉兩種流體的相關計算模型，獲得多流體系統(tǒng)程序ATHLET-MF(Multi-Fluid);其次，對修改后的ATHLET-MF程序進行初步驗證，并采用法國PHENIX鈉冷快堆的自然對流實驗對程序進行評估;最后，將ATHLET-MF程序應用于超臨界水冷堆燃料性能驗證實驗回路的安全分析，并提出對該實驗回路的安

3、全系統(tǒng)設計的改進意見。
　　 論文的主要工作包括:
　　 1.ATHLET程序的適用性評價與多流體模型開發(fā):
　　 (1)就ATHLET程序對超臨界水冷堆和鈉冷快堆的適用性進行分析;
　　 (2)增加超臨界水的物性計算、傳熱、壓降、臨界流模型;
　　 (3)增加鈉的物性計算、傳熱、壓降模型;
　　 (4)引入多流體通用接口，將針對超臨界水和鈉兩種流體的程序擴展整合為多流體模型，獲得ATHL

4、ET-MF程序版本。
　　 2.ATHLET-MF程序多流體模型的初步驗證與評估:
　　 (1)超臨界水冷堆擴展功能的初步驗證，包括與理論計算對比、程序比對驗證;
　　 (2)鈉冷快堆擴展功能的評估，即PHENIX反應堆自然對流實驗驗證。
　　 結果表明:ATHLET-MF程序對超臨界水冷堆和鈉冷快堆系統(tǒng)的瞬態(tài)模擬具有良好的適用性和可靠性。
　　 3.ATHLET-MF程序多流體模型的應用，即超臨

5、界水冷堆燃料性能驗證實驗回路的安全分析:
　　 (1)計算分析了5類設計基準事故，包括冷卻劑喪失、主泵卡軸、實驗回路斷電、冷卻劑流道堵塞、以及由于壓力管內部構件破裂導致的冷卻劑旁流事故;
　　 (2)針對初始安全系統(tǒng)設計的缺陷提出改進措施:增加了2個安全信號，提出長期余熱排出方案并進行了可行性分析;
　　 (3)對安全系統(tǒng)的部分設計參數(shù)進行了敏感性分析，提出對安全系統(tǒng)控制信號及設備參數(shù)的建議。
　　 本文