钠冷快堆一回路主冷却系统仿真的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文钠冷快堆一回路主冷却系统仿真研究硕士研究生：崔满满指导教师：张志俭教授学位级别：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3月论文答辩日期：2012年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndexU.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchonSimulationofPrimaryCoolantSystemofSodiumCooledFastReactorCandidat

2、e:CuiManmanSupervisor:Prof.ZhangZhijianAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:NuclearEnergyScienceandEngineeringDateofSubmission:Mar,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，是在导师的指导下，由

3、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。本人允许哈尔滨工程大学将论文

4、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：年月日年月日钠冷快堆一回路主冷却系统仿真研究摘要中国实验快堆是一座热功率为65MW、电功率为25MW的小型池式钠冷快堆，该堆已于2010年7月1

5、2日首次达到临界，并开始运行，为开展一些事故运行工况研究、保证运行安全和人才培训，急需尽快研制一套全范围系统仿真机。钠冷快堆一回路系统仿真是快堆全范围仿真的关键技术之一，已开发的钠冷快堆程序大多数是针对特定反应堆的专用程序，应用于其它快堆时有改动量大、灵活性差的缺点。到目前为止，尚没有针对中国实验快堆一回路主冷却系统开发的仿真程序。本文针对中国实验快堆一回路主冷却系统的结构和运行特点，采用“控制体”思想建立了一回路主冷却系统数学模型，主要包括基本的热工水力方程、主泵水力模型、燃料导热模型、中间热交换器壁温计算模型以及液

6、钠物性计算、流动换热计算等辅助模型。由于数学模型中的方程组带有一定的刚性，本文采用吉尔算法对其进行求解，提高了计算速度，减少了计算机耗时。Gear方法是满足刚性稳定性的线性多步法，它采向后差分的隐式方法，并设计了一种病态稳定策略，可做到步长与特征值乘积大时是精确地，从而很好地跟踪解的快变部分；而对于两者乘积小时又是稳定的，保证当特征值十分小时也不会失真。基于FORTRAN语言，采用模块化设计，编写了钠冷快堆一回路主冷却系统仿真程序，用中国实验快堆的设计数据对稳态程序进行了对比和验证。另外，选取了《中国实验快堆最终安全分

7、析报告》中的三个动态工况对动态模型进行验证，分别为额定工况下一台一次钠泵停运、调节棒失控提升合并无紧急停堆和一回路两个逆止阀同时关闭。三个事故的主要热工参数随时间变化趋势同最终安全分析报告符合的很好，且未超出相关安全限值。最后用本文开发的程序对额定工况下一回路流量增加的假想工况和全厂断电合并无紧急停堆且失去全部热阱的极限事故工况进行了分析，对计算结果的分析表明程序得到的仿真曲线趋势合理，同时也证明了相关仿真模型的合理性。关键词：CEFR；一回路主冷却系统；仿真模型；程序开发；钠冷快堆一回路主冷却系统仿真研究Abstra

8、ctCEFRisa65MW,25MW,sodiumcooled,andpooltypeexperimentalfastreactor..Ithasachievedthefirstcriticalityon21July2010.Itisindireneedofdevelopingafull-scopefastreactorsyste