【摘要】：燃料元件國產化是我國核電自主化生產及出口的重要條件。新型燃料元件的設計制造需要進行輻照考驗,而堆內輻照考驗回路可以為燃料元件提供模擬真實壓水堆運熱工行水力環(huán)境的輻照考驗平臺。輻照考驗回路運行時管道內為高溫高壓冷卻劑,且自身具有裂變功率,一旦發(fā)生事故,高溫高壓冷卻劑將噴涌而出,并伴有大量放射性物質泄漏。因此在設計時必須對其進行事故分析以驗證設計的安全性。本文基于CMRR堆內高溫高壓輻照考驗回路初步設計方案,利用RELAP5對其進行建模,并調節(jié)穩(wěn)態(tài)運行使之與設計參數(shù)相匹配。結果表明,回路設計方案的RELAP5模型運行參數(shù)與設計值基本一致,滿足瞬態(tài)計算的要求。在此基礎上,分別計算了兩大類、三種典型的設計基準事故,分別如下:1.失流事故:回路為一環(huán)路運行,因此選取了全部失流事故及卡軸事故兩個典型事故,并對其進行了對比分析,對照驗收準則進行了結果驗收。2.失水事故:回路為試驗回路,因此管路上連接有許多細小的管線。本文對試驗回路的小破口失水事故進行了分析,其中包含有冷/熱管段失水事故及冷管段事故的破口尺寸敏感性分析。之后還選取了對研究堆影響更大的內壓力管破裂事故進行了計算。計算結果如下:回路卡軸事故/失流事故下壓力110%設計值,卡軸事故包殼溫度734.1℃1482℃,失流事故中MDNBR1.5,不會發(fā)生偏離泡核沸騰。冷/熱管段失水事故中,包殼峰值溫度分別為880.6℃及367.6℃,低于限值1204℃。對于不同尺寸冷管段小破口失水事故均能保證回路安全。研究堆冷卻劑溫度與氬氣氣隙壓強均無明顯變化。內壓力管破裂事故中,包殼峰值溫度為985.7℃,低于限值1204℃。CMRR冷卻劑溫度達86.7℃,有較大影響。氬氣氣隙壓強最高達2.3MPa,對雙層壓力管結構帶來挑戰(zhàn)。事故分析結果將對回路設計起到反饋作用,促使回路設計方案的改進。
【圖文】：

ＲＥＬＡＰ５作為壓水堆最佳估算程序，在安全分析方面已十分成熟，被各國廣泛運用。逡逑２．２．２．１邋ＲＥＬＡＰ５邋程序結構逡逑ＲＥＬＡＰ５由三個模塊自稱，三部分獨立工作，相輔相成。模塊組成如圖２．１所示［３８］。逡逑ＲＥＬＡＰ５逡逑ＩＮＰＵＴＤｌ邐ＴＲＮＣＴＬ邐ＳＴＲＩＰ逡逑圖２．１邋ＲｅｌａｐＳ上層結構逡逑輸入模塊作用是輸入計算代碼，包括計算模型，初始參數(shù)及計算條件等項，為后續(xù)逡逑計算做準備。逡逑計算模塊是用作程序穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)計算的。其中穩(wěn)態(tài)計算中包含有參數(shù)是否收斂的判逡逑斷模塊。逡逑后處理模塊是用作數(shù)據(jù)提取及后處理的。該模塊中包括了數(shù)據(jù)輸出及數(shù)據(jù)作圖等，逡逑可以方便用戶進行數(shù)據(jù)分析。逡逑２．２．２．２水力學模型逡逑１１逡逑

３．１回路初步設計方案逡逑中國綿陽研究堆（ＣＭＲＲ）堆內輻照考驗回路的設計目的是為新型壓水堆燃料組件逡逑的轄照考驗提供真實可信的平臺，其設計方案（流程圖）如圖３．１所示。逡逑Ｉ邐Ｉ邐｜邐Ｍ——逡逑；邐；邐ｌｏｗ邐ＣＭＲＲ邋ｃｏｏｌａｎｔ邋ｐｏｏｌ逡逑？邐｜Ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ￣｜邐Ｐｒｅｓｓｕｒｅ邐邐逡逑？邐１邐Ｓａｆｅｔｙ邐—逡逑！邐！邐Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ邐邐邐逡逑！邐Ｓ邐……邐邋１邐邋Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｒ逡逑！邐一Ｍ邋Ｉ邐６－ｙ．邋ｍｍ．邋ｒ逡逑邐邋！邋邐邋！邐Ｉ邋Ｍ邋Ｍ邋’邐Ｌ邐邐邋Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ邋Ｆａｃｉｌｉｔｙ逡逑１邐．－．ｉ邐；邐：ｉ邐０邐邐－ｎ逡逑Ｉ邐，１逡逑Ｃｏｏｌｉｎｇ邐；邐Ｓｆ；￣￣邐Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ邋邐邋／逡逑一邋｜＾｜逡逑ｈ！邋ｒ邐］邋ｐｕｍＴ＾邐ｍｍ逡逑Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ逡逑邐｜邐：邐：邐Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ逡逑ｊ邐；邐邋Ｖｏｌｕｍｅ邐＿逡逑！邐丨邐Ｃｏｎｔｒｏｌ逡逑；邐；邐Ｓｙｓｔｅｍ逡逑Ｔｈｉｒｄ邋ｌｏｏｐ邋；邋Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ邋ｌｏｏｐ邋；邐Ｐｒｉｍａｒｙ邋ｌｏｏｐ逡逑圖３．１回路初步設計方案逡逑ＣＭＲＲ堆內考驗回路由三個回路組成。主回路（即一回路）由輻照裝置、主循環(huán)泵、逡逑熱交換器、穩(wěn)壓器、電加熱裝置、化容控制系統(tǒng)、安注系統(tǒng)及相關連接管道等組成。其逡逑中輻照裝置為堆內裝置，豎直放置與研究堆的豎直孔道內，其余部件均布置在研究堆外逡逑的平臺上。二回路主要有循環(huán)泵和熱交換器
【學位授予單位】：中國工程物理研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM623;TL364.4

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