【摘要】：反應(yīng)堆的安全運(yùn)行是整個(gè)核電廠安全運(yùn)行的關(guān)鍵,因此反應(yīng)堆是操縱員在運(yùn)行過(guò)程中的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象,但是由于壓力容器內(nèi)傳感器的安裝條件限制,當(dāng)前反應(yīng)堆內(nèi)傳感器的安裝位置、類(lèi)型以及數(shù)量都非常有限,操縱員并不能通過(guò)已安裝的堆內(nèi)及堆外探測(cè)器在線監(jiān)測(cè)包括堆芯三維功率分布、燃料溫度、包殼溫度以及MDNBR等關(guān)系反應(yīng)堆運(yùn)行安全的重要狀態(tài)參數(shù),這導(dǎo)致反應(yīng)堆操縱員在操作過(guò)程中無(wú)法全面地實(shí)時(shí)了解反應(yīng)堆運(yùn)行狀態(tài),影響了反應(yīng)堆的運(yùn)行安全性。本文以福清核電站一號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆為研究對(duì)象,基于反應(yīng)堆核熱耦合仿真模型開(kāi)發(fā)了堆芯狀態(tài)監(jiān)測(cè)程序。本課題在建模過(guò)程中應(yīng)用THEATRe程序?qū)毫θ萜鲀?nèi)的熱工水力過(guò)程進(jìn)行仿真,應(yīng)用REMARK程序?qū)Ψ磻?yīng)堆堆芯物理部分進(jìn)行仿真,應(yīng)用COBRAIIIC程序?qū)Χ研具M(jìn)行子通道熱工水力計(jì)算,然后將三種仿真程序在GSE公司的SimExec實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)上進(jìn)行多尺度核熱耦合。耦合程序采用福清核電廠仿真機(jī)模擬運(yùn)行數(shù)據(jù)作為仿真計(jì)算的邊界條件,以實(shí)現(xiàn)對(duì)堆芯內(nèi)主要狀態(tài)參數(shù)的實(shí)時(shí)在線仿真計(jì)算。最后本文應(yīng)用C#4.0語(yǔ)言編寫(xiě)了圖形化人機(jī)界面,將堆芯狀態(tài)監(jiān)測(cè)程序的計(jì)算結(jié)果以顏色分布、曲線變化等更加直觀、具體的形式展示給操縱員,從而提高操縱員的監(jiān)測(cè)效率。本文使用穩(wěn)態(tài)滿功率工況、主蒸汽管道破裂事故和控制棒失控下插事故對(duì)堆芯狀態(tài)監(jiān)測(cè)程序在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工況下實(shí)時(shí)在線計(jì)算的準(zhǔn)確性進(jìn)行分析和驗(yàn)證,相關(guān)結(jié)果表明本文開(kāi)發(fā)的堆芯狀態(tài)監(jiān)測(cè)程序能夠在穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)工況下對(duì)堆芯主要狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)在線仿真計(jì)算,滿足操縱員對(duì)堆芯狀態(tài)監(jiān)測(cè)的要求。本文開(kāi)發(fā)的堆芯狀態(tài)監(jiān)測(cè)程序可以作為核電廠現(xiàn)有反應(yīng)堆檢測(cè)系統(tǒng)的補(bǔ)充,輔助操縱員更加全面、高效地對(duì)堆芯狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)或安全分析,從而提高核電廠的運(yùn)行安全性,保證核電事業(yè)的安全發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TL351.1
【圖文】：

獲得了美國(guó)核管會(huì)批準(zhǔn)授權(quán)，最早發(fā)行于 1989 年[1]。經(jīng)過(guò) 20 余年的成為當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣泛的堆芯在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其還將應(yīng)用在我國(guó)P1000 機(jī)組。CON 系統(tǒng)的主要工作原理共分為四部分，其核心算法是用于堆芯核程序 SPNOVA[19]，首先第一步先用堆芯物理計(jì)算程序求解兩群中子擴(kuò)參考功率分布；之后第二步將堆芯中子探測(cè)器信號(hào)轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)功率值參考功率值相比較，生成一系列參考功率校正因子；第三部將計(jì)算出函數(shù)進(jìn)行擬合并擴(kuò)展至全堆芯，然后對(duì)無(wú)探測(cè)器位置的參考堆芯功率正，從而得到經(jīng)過(guò)實(shí)際探測(cè)器數(shù)據(jù)校正后的全堆芯三維功率分布值；到的堆芯功率分布值進(jìn)一步計(jì)算得到最小 DNBR、堆芯功率峰因子等[20]。BEACON 系統(tǒng)除了可以持續(xù)監(jiān)測(cè)堆芯三維功率分布，最小 DNB還可以提供實(shí)時(shí)計(jì)算停堆裕度，堆芯數(shù)據(jù)趨勢(shì)分析等多種運(yùn)行支持功 所示。

圖 2.2 堆芯狀態(tài)監(jiān)測(cè)程序計(jì)算流程圖文使用福清一期核電站仿真機(jī)代替實(shí)際電站為堆芯狀態(tài)監(jiān)測(cè)程序提將這些數(shù)據(jù)作為堆芯狀態(tài)監(jiān)測(cè)程序?qū)崟r(shí)在線仿真計(jì)算的邊界條件。程序 REMARK 根據(jù)仿真機(jī)提供的控制棒棒位及硼濃度數(shù)據(jù)作為邊界核功率以及堆芯三維功率分布，并將計(jì)算出的功率分布數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)給傳遞給 THEATRe 程序和 COBRAIIIC 程序，之后 THEATRe 程序利力容器進(jìn)口冷卻劑流量、溫度和出口壓力數(shù)據(jù)作為邊界條件并結(jié)合 R的堆芯功率分布數(shù)據(jù)計(jì)算出堆芯進(jìn)口冷卻劑流量、溫度和出口壓力等 COBRAIIIC 程序。COBRAIIIC 程序通過(guò) THEATRe 程序提供的堆芯 REMARK 程序提供的功率分布數(shù)據(jù)計(jì)算出燃料溫度、包殼溫度、冷態(tài)參數(shù)，并將燃料溫度和冷卻劑密度作為熱工反饋參數(shù)傳遞給 REMA熱耦合反饋計(jì)算。最終堆芯狀態(tài)監(jiān)測(cè)程序?qū)⒂?jì)算出的堆芯主要狀態(tài)參人機(jī)界面上進(jìn)行顯示，以圖形化方式展示給反應(yīng)堆操縱員。

圖 2.3 REMARK 計(jì)算流程圖為了減小求解中子擴(kuò)散方程的計(jì)算時(shí)間，REMARK 程序在變量分離法，將中子通量的求解分為形狀函數(shù)和幅值函數(shù)序應(yīng)用點(diǎn)堆方程對(duì)幅值函數(shù)進(jìn)行求解，應(yīng)用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)近似條件用 ADI 算法對(duì)求解過(guò)程進(jìn)行了改進(jìn)，有效提高了計(jì)算精度e 程序簡(jiǎn)介序是美國(guó) GSE 公司基于 SimExec 實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)熱真模型在 RELAP 程序的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，將分相流模證計(jì)算精度的前提下，提高了計(jì)算速度，可以對(duì)核電廠主要程

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李茁;吳宏春;曹良志;李云召;;基于諧波展開(kāi)法的壓水堆堆芯功率分布在線監(jiān)測(cè)[J];核動(dòng)力工程;2015年05期

2 王大勇;;BEACON在AP1000核電機(jī)組運(yùn)行中的應(yīng)用[J];中國(guó)高新技術(shù)企業(yè);2014年17期

3 嚴(yán)穎第;顧健;;福清核電站土石方平衡管理研究[J];中國(guó)核電;2013年03期

4 戴青;陳笑松;;BEACON堆芯在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述[J];原子能科學(xué)技術(shù);2013年S1期

5 白寧;朱元兵;任志豪;陳俊;周有新;厲井鋼;賀海波;;子通道分析程序LINDEN的開(kāi)發(fā)與初步驗(yàn)證[J];原子能科學(xué)技術(shù);2013年S1期

6 陳義學(xué);劉占權(quán);胡嘯宇;王蘇;王常輝;全國(guó)萍;安偉健;沈峰;;COSINE軟件包堆芯物理分析程序CORE開(kāi)發(fā)與初步測(cè)試驗(yàn)證[J];原子能科學(xué)技術(shù);2013年S1期

7 劉余;李峰;張虹;張渝;;三維物理-熱工耦合系統(tǒng)RECON的開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證[J];原子能科學(xué)技術(shù);2012年10期

8 周旭華;李富;王登營(yíng);;蒙特卡羅共軛輸運(yùn)法計(jì)算堆外探測(cè)器三維空間響應(yīng)函數(shù)[J];核動(dòng)力工程;2010年03期

9 周旭華;李富;韓松;王登營(yíng);顏見(jiàn)秋;;堆外探測(cè)器讀數(shù)與堆內(nèi)功率分布的關(guān)系研究[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2010年02期

10 湯春桃;張少泓;;以柵元為模塊進(jìn)行特征線跟蹤的中子輸運(yùn)方程解法[J];核動(dòng)力工程;2009年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 周剛;伊雄鷹;;核動(dòng)力仿真技術(shù)及其發(fā)展[A];第四屆北京核學(xué)會(huì)核應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 趙強(qiáng);核電廠反應(yīng)堆堆芯物理在線仿真系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 王冰;海洋條件下核反應(yīng)堆熱工水力分析程序開(kāi)發(fā)[D];哈爾濱工程大學(xué);2017年

2 石波;反應(yīng)堆主冷卻劑系統(tǒng)模塊化建模方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2015年

3 周琴;堆芯安全性在線分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2014年

4 梁誠(chéng)勝;900MW壓水堆堆芯穩(wěn)態(tài)熱工分析及一回路系統(tǒng)水錘計(jì)算[D];華北水利水電大學(xué);2014年

5 李浩;基于主曲線的軟測(cè)量及其應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2013年

6 馬廷偉;熱工水力反應(yīng)性反饋敏感性分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

7 劉國(guó)華;激勵(lì)式仿真系統(tǒng)的研究及其在600MW超臨界機(jī)組中的應(yīng)用[D];華北電力大學(xué)（河北）;2007年

本文編號(hào)：2828921