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清华大学学报(自然科学版)  2018, Vol. 58 Issue (11): 1029-1036    DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.041
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基于MELCOR程序的AP1000核电厂安全壳瞬态事故分析
肖红1, 曹志伟2, 冯英杰2, 杨志义1, 朱建敏2
1. 环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082;
2. 中广核研究院有限公司, 深圳 518026
AP1000 containment accident transient analysis using MELCOR
XIAO Hong1, CAO Zhiwei2, FENG Yingjie2, YANG Zhiyi1, ZHU Jianmin2
1. Nuclear and Radiation Safety Center, Ministry of Environmental protection, Beijing 100082, China;
2. China Nuclear Power Institute Co., Ltd., Shenzhen 518026, China
全文: PDF(1880 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 以AP1000安全壳及其非能动安全壳冷却系统为研究对象,采用MELCOR 2.1程序和辅助建模程序SNAP进行了详细的三维建模,模拟了安全壳冷却过程中对流传热、蒸汽冷凝及液膜蒸发等传热传质过程,使用液膜跟踪模型模拟非动能安全系统(passive containment cooling system,PCS)的特性,分析了冷段双端剪切断裂事故下的安全壳热工水力瞬态过程,给出了事故后各阶段主要参数的计算结果。此外,还对液膜覆盖率和液膜覆盖时间的影响进行了研究。结果表明:MELCOR程序能很好地模拟非能动安全壳冷却系统的热工水力现象,本研究使用了与设计单位完全不同的软件体系,独立地验证了该堆型在大破口事故下的安全性,可为后续应用程序分析核电厂安全壳系统响应特性提供参考和借鉴。
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肖红
曹志伟
冯英杰
杨志义
朱建敏
关键词 瞬态冷凝传热非能动安全壳冷却液膜跟踪    
Abstract:The AP1000 containment and passive containment cooling system (PCS) were modeled using MELCOR 2.1 and SNAP with detailed 3D modeling to analyze the convective heat transfer, condensation and film evaporation for containment cooling. The film tracking model was used to simulate the PCS characteristics. The containment thermal hydraulic transients during a LOCA were analyzed to predict the main parameters at each stage after the accident. The effects of the film coverage fraction and the film coverage time were also studied. The results show that the MELCOR program can accurately simulate the thermal hydraulics of the AP1000 passive containment cooling system. The results provide a reference for analyzing the characteristics of the nuclear power plant containment system. This study also independently verifies the safety of this reactor design by using an analysis code that is totally different from the design codes.
Key wordstransient    condensation heat transfer    passive containment cooling    film tracking
收稿日期: 2018-04-08      出版日期: 2018-11-21
通讯作者: 杨志义,高级工程师,E-mail:yangzhiyi@chinansc.cn     E-mail: yangzhiyi@chinansc.cn
引用本文:   
肖红, 曹志伟, 冯英杰, 杨志义, 朱建敏. 基于MELCOR程序的AP1000核电厂安全壳瞬态事故分析[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2018, 58(11): 1029-1036.
XIAO Hong, CAO Zhiwei, FENG Yingjie, YANG Zhiyi, ZHU Jianmin. AP1000 containment accident transient analysis using MELCOR. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2018, 58(11): 1029-1036.
链接本文:  
http://jst.tsinghuajournals.com/CN/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.041  或          http://jst.tsinghuajournals.com/CN/Y2018/V58/I11/1029
  图1 AP1000核电厂安全壳示意图
  表1 安全壳非能动热阱
  表2 DBA下 AP1000安全壳中的重要现象
  图2 AP1000安全壳节点划分
  图3 PCS液膜跟踪模型
  图4 喷放阶段安全壳压力
  图5 事故过程安全壳温度
  图6 喷放阶段安全壳温度
  图7 事故过程钢制安全壳载热能力
  图8 事故过程安全壳压力
  图9 事故过程 PCS出口流速
  图10 钢壳外壁面液膜质量
  表3 不同液膜覆盖率下安全壳峰值压力
  图11 不同液膜覆盖率下的安全壳压力
  图12 不同液膜覆盖率下的 PCS载热能力
  图13 不同液膜覆盖率下的液膜厚度
  表4 不同 PCS启动时间下安全壳峰值压力
  图14 不同 PCS启动时间下的安全壳压力
  图15 不同 PCS启动时间下的 PCS载热能力
  图16 不同 PCS启动时间下的液膜厚度
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