鉛基實(shí)驗(yàn)堆熱工水力實(shí)時(shí)仿真及動(dòng)態(tài)特性分析.pdf

1、鉛冷快堆具有中子經(jīng)濟(jì)性好、固有安全等優(yōu)點(diǎn)，被列為第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)的六種參考堆型之一。根據(jù)官方發(fā)布的“第四代核能系統(tǒng)技術(shù)路線更新圖”，鉛冷快堆有望在六種候選堆型中率先實(shí)現(xiàn)工業(yè)示范應(yīng)用。但鉛冷快堆作為一種新型的反應(yīng)堆，目前仍缺乏運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，需要有針對(duì)性的開展仿真系統(tǒng)的研發(fā)工作，為反應(yīng)堆設(shè)計(jì)運(yùn)行等提供技術(shù)支持平臺(tái)。而在鉛冷快堆仿真中，高精度熱工水力實(shí)時(shí)仿真及動(dòng)態(tài)特性分析顯得尤為重要，其能高保真度的再現(xiàn)反應(yīng)堆的真實(shí)物理過(guò)程，便于設(shè)計(jì)及運(yùn)行人員對(duì)

2、反應(yīng)堆系統(tǒng)的特性及狀態(tài)進(jìn)行分析判斷，優(yōu)化反應(yīng)堆設(shè)計(jì)及運(yùn)行控制。因此，對(duì)鉛基反應(yīng)堆熱工水力實(shí)時(shí)仿真及動(dòng)態(tài)特性分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文利用RELAP5-HD程序，基于SimExec仿真平臺(tái)，建立了中國(guó)鉛基研究實(shí)驗(yàn)堆熱工水力學(xué)實(shí)時(shí)仿真模型，主要內(nèi)容包括:
　　中國(guó)鉛基研究實(shí)驗(yàn)堆熱工水力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真模型的建立。以10MWth小型鉛鉍冷卻反應(yīng)堆系統(tǒng)為研究對(duì)象，建立了反應(yīng)堆系統(tǒng)的一維及三維熱工水力學(xué)模型、堆芯物理模型及控制系統(tǒng)模型，并對(duì)其

3、進(jìn)行穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)驗(yàn)證，完成了鉛基實(shí)驗(yàn)堆模擬機(jī)仿真模型的開發(fā)。
　　仿真系統(tǒng)實(shí)時(shí)性研究。針對(duì)開發(fā)的仿真模型，開展了實(shí)時(shí)性機(jī)理研究，從模型復(fù)雜度、求解方法、時(shí)間步長(zhǎng)及計(jì)算機(jī)性能等方面進(jìn)行了討論，深入分析了影響系統(tǒng)模型的實(shí)時(shí)性因素及滿足實(shí)時(shí)性要求下，模型高精度的實(shí)現(xiàn)，確認(rèn)了一種最優(yōu)化的建模方法。
　　中國(guó)鉛基研究實(shí)驗(yàn)堆實(shí)時(shí)仿真及動(dòng)態(tài)特性分析?；陂_發(fā)的實(shí)時(shí)仿真模型，對(duì)10MWth鉛鉍冷卻反應(yīng)堆進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)工況、變工況及事故工況的模擬仿

4、真，并對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了比較詳細(xì)的分析，完成了該反應(yīng)堆的仿真計(jì)算。
　　本研究針對(duì)10MWth小型鉛鉍冷卻反應(yīng)堆系統(tǒng)開發(fā)了熱工水力實(shí)時(shí)仿真模型，并對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明以RELAP5作為工具建立的鉛基反應(yīng)堆高精度實(shí)時(shí)仿真模型是可行的。該模型已用于中國(guó)鉛基實(shí)驗(yàn)堆模擬機(jī)仿真系統(tǒng)，通過(guò)了模擬機(jī)仿真平臺(tái)的校核，滿足了當(dāng)前中國(guó)鉛基研究實(shí)驗(yàn)堆模擬機(jī)仿真的要求。伺時(shí)，其建模方法對(duì)于第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)的其他堆型具有一定的普適性，對(duì)鉛基堆熱