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1、第34豢第7期2012年7月艦船科學(xué)技術(shù)SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．34，No．7Jul．，2012艦船核動(dòng)力裝置非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)運(yùn)行特性彭軍，于雷(海軍工程大學(xué)，湖北武漢430033)摘要：用RELAP5／MOD3．2安全分析程序?qū)δ承团灤藙?dòng)力裝置非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，并用實(shí)際裝置的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校核驗(yàn)證。重點(diǎn)分析了自然循環(huán)工況下蒸汽發(fā)生器u型管內(nèi)冷卻刺倒流特性對(duì)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)運(yùn)行特性的影響。結(jié)果表明：艦船核動(dòng)力裝置發(fā)生全部電源喪失事故時(shí)，蒸汽發(fā)生器二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)能正常投入運(yùn)
2、行，但蒸汽發(fā)生器u型管內(nèi)冷卻劑會(huì)發(fā)生倒流，降低了一回路主系統(tǒng)的自然循環(huán)能力。關(guān)鍵詞：非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)；蒸汽發(fā)生器；自然循環(huán)；RELAP5／MOD3．2中圖分類號(hào)：TL364文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-7649(2012)07-0064-04doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2012．07．013ResearchonthepassiveresidualheatremovalsystemoperatingcharacteristicofmarinenuclearpowerplantPENGJun．YUL
3、ei(NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Thispapersimulatethepassiveresidualheatremovalsystem(PRHRS)ofatypeofmarinenuclearpowerplantwithRELAP5／MOD3．2code，whichwasverifiedthetestresultsbytheactualdevice．Analysesthereverseflowcharacteristicintheinverte
4、dU-tubesofthesteamgenerator(SG)undernamralcirculation．Theresultsshowthatwhenmarinenuclearpowerplantlossofoffsitepower，thePRHRSofthesecondarysideofsteamgeneratorstartup，butthecoolantmayreverseflowintheinvertedU—tubesofthesteamgenerator(SG)，whichreducethenatumlcirculati
5、oninprimaryloopsystemheatremovalability．Keywords：passiveresidualheatremovalsystem；steamgenerator；naturalcirculation；RELAP5／MOD3．20引言日本福島核電站受嚴(yán)重自然災(zāi)害的影響，發(fā)生了全廠電源喪失事故，由于沒有非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，反應(yīng)堆堆芯衰變熱無(wú)法正常排出，導(dǎo)致燃料元件過(guò)熱熔化，造成了嚴(yán)重的核事故。增設(shè)了非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的核動(dòng)力裝置可保證系統(tǒng)在失去電力供應(yīng)的情況下，不依賴任何外部動(dòng)力，利用多個(gè)回路的自然循環(huán)
6、，及時(shí)帶走反應(yīng)堆的衰變熱，保障反應(yīng)堆安全。目前幾乎所有新型核動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)中，均考慮采用非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，如APl000、WWERl000、EPPl000等。由于受到空問(wèn)與重量限制，加上海洋環(huán)境的影響，艦船核動(dòng)力裝置非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念及運(yùn)行特性與陸基核動(dòng)力裝置存在一定的差異，對(duì)艦船核動(dòng)力裝置非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)運(yùn)行特性進(jìn)行詳細(xì)研究意義重大。非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)自然循環(huán)特性主要基于兩相流的流動(dòng)與換熱理論，尤其是需要建立適用于自然循環(huán)運(yùn)行特性分析的數(shù)學(xué)模型。通?？蛇x用的程序有：ATHLET、RETRAN02、CATHARE和REL
7、AP5等，目前認(rèn)為，RELAP5／MOD3．2是比較適合此類問(wèn)題分析的熱工水力估算程序¨11。本文用RELAP5／MOD3．2安全分析程序?qū)δ承团灤藙?dòng)力裝置非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模收稿日期：2011-06-16；修回日期：201l—09—15作者簡(jiǎn)介：彭軍(1982-)，男，碩士研究生，工程師，從事核安全分析工作。第7期彭軍，等：艦船核動(dòng)力裝置非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)運(yùn)行特性·65·與理論計(jì)算，采用一種對(duì)蒸汽發(fā)生器U型傳熱管按不同長(zhǎng)度分類的新方法進(jìn)行建模，用以模擬自然循環(huán)工況下U型管內(nèi)可能存在的冷卻劑倒流現(xiàn)象，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校
8、核驗(yàn)證。對(duì)該型艦船核動(dòng)力裝置非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的運(yùn)行特性進(jìn)行分析研究，并得到研究結(jié)論。1系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模1．1系統(tǒng)基本組成某型艦船核動(dòng)力裝置蒸汽發(fā)生器二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的原理簡(jiǎn)圖(單側(cè)環(huán)路)如圖1所示。系統(tǒng)主要由堆芯、穩(wěn)壓器、主泵、蒸汽發(fā)生器、非
