球床模块式高温气冷堆稳态与瞬态热工水力分析

摘要

本文探究了一种基于RELAP5程序的球床模块式高温气冷堆模拟分析方法。以山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程（High Temperature Reactor-Pebble bed Module,HTR-PM）为研究对象，依据其系统特性进行模型简化与模块划分，建立了包括反应堆堆芯流道、燃料热构件、横向导热构件及蒸汽发生器的全回路系统模型。基于所建HTR-PM模型，开展100%额定功率和50%额定功率下的平衡堆芯热工水力分析，同时研究了旁流份额对堆芯热效应的影响；在此基础上，选择保守旁流份额开展全厂断电叠加未能停堆（Anticipated Transient without Scram,ATWS）事故的模拟。结果表明：针对稳态平衡堆芯计算得到的回路主参数及堆芯燃料、冷却剂的温度分布与参考软件THERMIX的计算结果吻合良好；反应堆结构设计中，过高的旁流份额会导致堆芯局部燃料及冷却剂温度过高，通过优化堆芯结构降低旁流份额对保障堆芯热工安全具有重要意义；全厂断电ATWS事故中，燃料最高温度低于设计限值，再次验证球床模块式高温气冷堆的固有安全性。本研究基于独立的系统分析程序，实现对现有球床模块式高温气冷堆分析工具的补充和扩展；提供的详细的建模分析方法与丰富的数据，可为RELAP5程序在球床模块式高温气冷堆的复杂热工水力与事故分析的全面应用提供参考。

关键词

HTR-PM / RELAP5 / 热工水力分析 / 全厂断电ATWS