快堆中间回路钠水反应事故仿真

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文快堆中间回路钠水反应事故仿真硕士研究生：刘晓宇指导教师：彭敏俊教授学位级别：工学硕士学科、专业：核能科学与工程所在单位：核科学与技术学院论文提交日期：2012年01月论文答辩日期：2012年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndexU.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngSimulationofsodium-waterreactioninsecondarycircuitofFastreactorCandid

2、ate:LiuXiaoyuSupervisor:Prof.PengMinjunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:NuclearEnergyScienceandTechnologyDateofSubmission:Jan,2012DateofOralExamination:Mar,2012University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的

3、指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允

4、许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日快堆中间回路钠水反应事故仿真摘要中国实验快堆是一座小型池式钠冷快中子增殖反应堆，水与钠之间的换热设

5、备为蒸汽发生器。在蒸汽发生器中，由于传热管腐蚀等原因，常使蒸汽发生器传热管破裂，三回路的水或水蒸气便会冲入钠中，导致钠水反应事故的发生。钠水反应将产生大量的氢气和热量，反应所产生的氢气会严重影响钠的流动，导致蒸汽发生器内的压力急剧上升，高压可以引起蒸汽发生器爆炸。压力可以通过二回路波及到中间热交换器导致其结构失效，一回路中带放射性的钠就会与二回路的钠相混合，使二回路各部分遭到放射性污染。钠水反应事故是钠冷快堆设计和安全分析必须考虑的重要事故，由于该事故的发生会影响整个系统的运行安全，所以本文在建立钠水反应模

6、型的同时也建立了一、二回路主冷却系统模型、蒸汽发生器模型以及相应的事故保护系统的模型。本文使用JTopmeret软件进行系统建模，所生成的程序可用于计算系统任意一点的流量、压力、温度等运行参数。将该仿真模型在稳态工况下的计算值与设计参数进行对比，重要参数的误差小于1%，在瞬态工况下，对快速升降负荷情况进行分析验证，结果证明：本系统程序可以很好的完成仿真分析任务，所添加的控制程序也能保证系统安全、稳定的运行。本文中的钠泄漏程序模块使用Fortran语言编写，采用瞬时钠水反应理论模型，根据温度判断使用不同的化学

7、反应方程式。将编好的钠泄漏模块程序与系统程序在SimExec平台中进行耦合，同时对爆破片等专设安全设施加以控制，形成完整的钠水反应程序。该程序可以计算在不同泄漏率和不同的破口位置发生钠水反应事故时一、二回路系统的动态响应，并能给出系统中任意节点压力的波动以及流线流量的改变。将所得结果与安全分析报告进行对比验证，验证结果表明：本文的钠水反应模型建立正确，计算结果与安全分析报告中的结果相符，本程序可以用于钠水反应事故的分析计算。本文在进一步的计算中研究在不同条件下发生钠水反应事故对系统造成的影响，分析结果显示，

8、在单相汽区发生最大泄漏钠水反应事故是最严重的钠水反应事故，但是即使发生最严重的钠水反应事故，由于保守的设计和贯彻始终的纵深防御原则的安全思想，二回路不会发生设备损坏，一回路边界完好，没有超标放射性物质释放。本文开发的系统和事故程序能够用于小型钠冷快堆发生钠水反应事故的安全快堆中间回路钠水反应事故仿真分析，对中国实验快堆仿真平台的开发有重要意义，同时也可以将其用于快堆操作员的培训，还可以为未来大型快堆的设计、运行提