一种百兆瓦级液态熔盐堆失流ATWS事故和误提棒ATWS事故研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:jieswh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
熔盐堆具有经济性好,固有安全性高,在线加料和后处理,易于实现钍铀燃料循环,处理核废料和防核扩散等优势,属于第四代反应堆。由于液态熔盐堆中的熔盐既是将热量带出堆芯的冷却剂,又是发生裂变反应释放能量的燃料,所以部分缓发中子先驱核会流出堆芯,导致燃料流量变化会引起反应性变化。因此液态燃料熔盐堆的事故进程有别于固态燃料堆。目前,液态熔盐堆的瞬态分析主要集中在增殖堆,百兆瓦级热堆的堆芯特性和增殖堆不同,事故进程也有所差异。失流ATWS(Anticipated Transients Without Scram)事故和误提棒ATWS事故是熔盐堆超设计基准事故中的典型事故。冷却剂失流和控制棒误提出都会导致堆芯温度升高,威胁反应堆安全,紧急停堆系统失效会加剧事故后果。因此,研究百兆瓦级液态熔盐堆在失流ATWS事故和误提棒ATWS事故下的瞬态特性,对熔盐堆的安全分析具有重要意义。本文基于RELAP5-TMSR程序对125MW液态熔盐堆进行建模,并对失流事故及其ATWS事故和误提棒事故及其ATWS事故进行了分析。根据一、二回路泵和三回路风机的运行状态将失流ATWS事故分为了四种工况,误提棒ATWS事故增加了泵和风机均维持运行的工况。除此之外,还基于采取维持泵和风机均维持运行操作策略下的误提棒ATWS事故进行了误提棒速度、调节棒价值和温度系数等因素的敏感性分析。计算结果表明:1)对于所有事故只要控制棒下落成功,都可以实现安全停堆,回路材料未超设计允许温度。2)在失流ATWS事故中,一回路流量丧失的事故后果最严重,三回路流量丧失事故的堆芯温度最低。3)维持二回路泵运行不能有效降低温度峰值,但有利于降低事故中后期温度。4)在控制棒误抽出ATWS事故中,如果一回路失去强迫循环,仅依靠非能动余热排出系统和二回路强迫循环无法避免一回路出口温度超过800℃的设计基准事故安全限值。5)在发生控制棒误抽出事故时,一回路停泵会额外引入的正反应性,会加剧事故后果的严重性。6)维持一、二回路强迫循环可以充分利用熔盐的高比热容缓解回路间的热不平衡情况,有效降低堆芯温度。7)堆芯温度达到极值的时间与提棒速度密切相关,提棒速度与温度极值呈显著的正相关性。但功率和温度的稳定结果与提棒速度无关。8)调节棒价值也与温度极值呈正相关性,调节棒价值越大,温度极值越高。9)由于燃料本身会产生大部分功率,且燃料体积比石墨更小,因此燃料温度变化更快,燃料温度系数对事故的影响比石墨温度系数更大。本工作针对125MW液态熔盐堆进行了失流事故及其ATWS事故,误提棒事故及其ATWS事故,并对相关因素开展了敏感性分析,为后续液态熔盐堆的安全分析提供了一定的参考价值。
其他文献
目的 分析甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶2(MASP-2)基因多态性与颅脑损伤术后肺部感染的关系及其危险因素。方法 回顾性收集2019年6月-2022年9月于青岛市中医医院(市海慈医院)就诊的149例颅脑损伤术后患者的病历资料,根据患者是否并发肺部感染将其分为肺部感染组(48例)和无肺部感染组(101例)。比较两组MASP-2基因多态性与病历资料,采用多因素Logistic回归分析颅脑损伤术后肺
期刊
金属一氧化硫配合物是催化和生物化学过程中的重要中间体。为了更好地理解一氧化硫作为配体在这些过程中的作用,合成相应的模型配合物,并对金属中心参与一氧化硫活化过程的具体机制进行深入研究是十分必要的。然而一氧化硫分子在常温常压下极易发生歧化反应,因此制备并表征金属一氧化硫配合物仍是一个具有挑战性的课题。除了小部分多核金属桥连一氧化硫配合物之外,单核金属一氧化硫配合物由于其高度不稳定性而鲜有报道。在本论文
学位
在金融企业的混合优化投资策略中,经典的随机最优控制系统不能很好地描述决策问题,此时受控于正倒向随机微分方程(FBSDEs)的最优控制问题能更好地描述优化投资策略问题.但在实际计算中,正倒向随机最优控制问题的结构复杂,想要通过解析方法直接求得其显式解是相当困难的.因此,对其数值算法的研究是非常重要的.基于FBSDEs及其最优控制理论,本文探讨了求解一类正倒向随机最优控制问题的数值算法.首先,基于随机
学位
空间核反应堆电源因其不依赖太阳、寿命长、能量密度高、功率上限高等优点,是深空探测与开发的理想能源动力。熔盐堆作为第四代先进反应堆中唯一使用液态燃料的反应堆,具有高温输出、低压运行及强温度负反馈等特点。热管冷却技术是采用非能动传热方式,依靠热管毛细作用进行冷却的技术。将液态燃料熔盐堆与热管冷却技术相结合的新型热管熔盐空间堆具有不依靠重力、无泵驱动、比功率高和固有安全性强等优势,在空间核反应堆电源中具
学位
在肿瘤的放射治疗中,离子射线因其较高传能线密度从而具备较强的相对生物效应,能够斩断DNA双链,可以更有效地对辐射不敏感的肿瘤进行治疗。点扫描技术能够让靶区的剂量分布更加适形,然而相对尖锐的布拉格峰(Bragg Peak,BP)成为了影响治疗效率的重要因素。针对碳离子束流,目前临床上主要应用波纹滤波器(Ripple Filter,RiFi)来展宽BP,但是使用RiFi展宽后的碳离子束流需要输运较长的
学位
群体博弈是研究大量匿名个体之间决策相互影响、相互作用过程的一个有效分析框架。在经典非合作博弈中,假设群体博弈中的个体是有限理性的。青少年作为科技人才的一支后备军,其科学素质的高低在我国未来的发展中起着重要作用,而青少年科学素质提升过程中各参与群体之间的决策行为也呈现出群体博弈模型的特征。同时,各参与主体在博弈过程中会受到随机因素的干扰。因此,运用演化博弈理论和随机分析理论来分析青少年科学素质提升过
学位
以“万有引力与航天”一章内容为例,浅析高中物理新旧教材的异同,阐述了新教材在章节设置和内容编排上突出物理学史,更好地呈现万有引力定律的产生过程;结合史实,增设“拓展学习”“科学漫步”等栏目,带领学生体会科学家的思维过程,经历物理学家严谨的探究过程,感受物理学研究过程中的缜密逻辑思维,培养学生的物理学科核心素养。
期刊
液晶的相变界面问题与普通流体的两相共存问题有着很大差异.液晶是一类典型的复杂流体,具有很强的各向异性,能够呈现出丰富的物理现象和独特的结构性质.液晶根据分子排列方式不同形成低温状态下的向列相和高温状态下的无序相,稳定的向列相和无序相可以共存.不同相之间的相变引发了各种有趣的数学问题,相变的界面问题是液晶研究中很有意义的课题,相场模型方法是描述液晶相变界面问题的经典方法.本文采用相场模型方法,在相场
学位
平衡问题在很多领域中都有着十分重要的作用,并为优化问题、不动点问题、变分问题等提供了一种统一的研究框架.本文主要基于Ekeland变分原理建立了一类平衡问题和向量平衡问题,利用非线性分析方法研究其解集的通有唯一性,建立有限理性模型研究解集的稳定性,并把平衡问题和向量平衡问题应用到博弈论中,讨论了非凸紧空间中两个博弈问题的平衡点的稳定性.本文分为六章,各章主要内容概述如下:第一章,简述平衡问题、Ek
学位
ERNiCrFe-7A镍基焊丝作为Inconel 690合金常用的匹配焊丝,广泛应用于压水堆核电设备的制造与加工。但是镍基合金焊接性差,ERNiCrFe-7A熔敷金属具有高温失塑裂纹(DDC)倾向,由于DDC尺寸较小难以通过常规手段发现,会对核电设备焊接结构的稳定性产生了极大的威胁。为了保证核电设备焊接结构的稳定性,需要对ERNiCrFe-7A熔敷金属深入研究,掌握其焊接性和焊接工艺,助力核电设备
学位