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《船舶核动力装置一回路小破口失水事故处置规程研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、船舶核动力装置一回路小破口失水事故处置规程研究王元,王少明,于雷(海军工程大学船舶与动力学院,武汉430033)摘要:利用建模仿真的方法,对船舶核动力装置一回路系统发生无法隔离的小破口失水事故进行研究。结果表明,只要采用正确的运行方案,可以在保证主冷却剂泵不受汽蚀影响的条件下,利用主冷却剂泵的低速运行,排出衰变热,使系统压力较快地降低到低压安全注射系统投入运行的压力,有效地保证反应堆安全。关键词:核动力装置;小破口失水事故;主冷却剂泵中图分类号:TL364+.4文献标志码:AStudyonDispositio
2、nofSmall2breakLoss2of2coolantAccidentinMarineNuclearPowerPlantWANGYuan,WANGShao2ming,YULei(SchoolofNavalArchitectureandPower,NavalUniversityofEngineering,Wuhan430033,China)Abstract:Byusingthereal2timesimulation,theun2separatedSBLOCA(small2breakloss2of2coola
3、ntacci2dent)whichoccurredinprimaryloopcircuitsystemofamarinenuclearpowerplantwasstudied.Theresearchresultsshowedthataslongastheoperatinginstructioniscorrect,thecoredecayheatcanberemovedunderthemaincoolantpumpπslowspeedrunning,andsystempressurewilldepressqui
4、cklytoacertainvaluewhilelowpressureinjectionsystemisputintorunning.Andinthewholeprogress,themaincoolantpumpshouldnotbedamagedbycavitation.Thereactorwillbesafe.Keywords:nuclearpowerplant;SBLOCA;maincoolantpump压水堆一回路失水事故(LOCA)是船舶核动力装置最为严重的事故之一,事故的严重程度取决于破口的大小
5、和位置。一旦发生不可隔离的LOCA时,反应堆需要停堆,对于尺寸较大的LOCA,主冷却剂泵停止后,破口流量可以带出衰变热,系统压力也可以比较快地降到低压安注系统投入运行压力[1]。但对于破口尺寸较小的小破口失水事故(SBLOCA),在衰变热较大的情况下,破口流量不足以带走衰变热[2],主冷却剂泵停止运行后,系统压力无法触发低压安注系统投入运行,对于船舶核动力装置,一回路系统冷却剂储量比较少,如低压安注系统不能及时投入将导致堆芯裸露,燃料元件温度上升,有可能将反应堆导向危险的状态。本文从提高核动力装置的安全性出发
6、,运用一种能够自动化建模的仿真软件对某核动力装置在100%工况下发生SBLOCA后的运行特性进行仿真研究。根据计算结果,提出一个事故处置方案。典型的船舶核动力装置采用单堆双环路的配置形式[3],见图1所示。收稿日期:2008204224修回日期:2008206204作者简介:王元(1984-),男,硕士生。研究方向:技术系舰船核安全工程。E2mail:wufaqueding@163.com102图1典型核动力装置反应堆及主冷却剂系统船舶核动力装置一回路小破口失水事故处置规程研究———王元,王少明,于雷1.3.
7、2两相临界流模型如果流体的热力学平衡含气率x大于0.025%,临界流计算采用两相的临界流模型。当两相临界流动发生后,破口处流速采用两相的均相平衡声速aHE:数学物理模型核动力装置的热工水力瞬变过程十分复杂的,考虑核动力系统的特殊性,该软件应用以下模型。相界面传质传热模型、壁面传热模型、热构件模型和压降模型,可参考文献[4]。1.1基本守恒方程程序中采用的是沿流线横截面的面积平均和容积平均法,所有场方程都是以一维形式给出,包括不可凝气体质量守恒方程,汽、液质量守恒方程,汽、液能量守恒方程、混合物动量守恒方程。1
8、.2漂移流方程为了使上述方程组闭合,并考虑汽、液之间的滑移效应引入漂移流方程:1Vdps/dT·v=aHE=sscpg+VdpdpK-2β+(1-x)xgdTggTgdT1(4)1/2dpsdpscpfβTf+VfKfdT-2fdT式中:ps———饱和压力;cp———饱和比热容;β———等压热膨胀系数;K———等温压缩率。1.3.3流量计算如果破口处发生临界流动,则气液两相的流速都用两相的均相平衡声
