钠冷快堆

摘要： 钠的蒸发问题在钠冷快堆技术发展中不容忽视,钠蒸气将会引起众多钠冷快堆的运行问题。通过设计钠蒸发釜,搭建钠蒸发装置,对系列温度和压力下的钠蒸发速率进行了研究。经过大量实验,获得了温度200~550°C,氩气压力为5 Pa~5.1 MPa(a)下钠的蒸发速率。同时研究了蒸发面积、冷却面与钠液面距离对钠蒸发速率的影响。经过对实验数据拟合的结果表明,在同一压力下,钠的蒸发速率随温度的升高而呈指数升高,其变化规律符合Langmuir公式;在相同温度下,钠的蒸发速率随着氩气压力的升高呈对数下降,且与氩气压力自然对数的四项式相关;对于温度和压力的综合影响,得到了两个拟合关系式,该蒸发速率关系式能应用于5 Pa~5.1 MPa(a)、200~550°C范围内钠蒸发速率的预估。

摘要： 【美国泰拉能源公司网站2022年1月31日报道】美国泰拉能源公司(Terra Power)2022年1月31日宣布,已与日本原子能研究开发机构(JAEA)、三菱重工公司(MHI)和三菱快堆系统公司(MFBR)签署谅解备忘录,未来将共享与先进钠冷快堆技术相关的数据和资源。泰拉能源公司2021年11月宣布,将在怀俄明州凯默勒建设首座“Natrium反应堆-储能系统”示范电厂。Natrium系统由泰拉和通用电气-日立核能公司(GEH)合作研发。

摘要： 【国际原子能机构网站2022年1月18日报道】国际原子能机构(IAEA)即将启动一个名为“促进快堆退役研发”的协调研究项目工作。该项目为期4年,目标是获得更多有关钠冷快堆退役工作的实践知识,重点关注拆解或或安全封存反应堆所需的技术。

摘要： 【英国《国际核工程》网站2022年1月17日报道】俄罗斯别洛雅尔斯克核电厂2022年1月14日宣布,计划在2035年底前建成一座BN-1200钠冷快堆,这将是该电厂的第五台机组,也是俄首座BN-1200反应堆。

摘要： 为了对目前CEFR反应堆设计中的安全裕度进行研究,通过simulink建立钠冷快堆CEFR的热工模型。采用反应堆安全分析中的预期瞬态无停堆保护的方法,对其一回路发生流量变化时反应堆的状态进行仿真分析,并确保在整个事故过程中反应堆状态符合钠冷快堆事故验收准则的要求。仿真结果表明,当一回路流量发生变化时,反应堆在整个过程中只会触发功率流量比和堆芯出口钠温保护信号。并且,反应堆触发P/F保护信号要比触发堆芯出口钠温保护参数时要更早进入次临界。

摘要： 钠冷快堆因其安全性能好,成为第四代反应堆中研发进展最快、距离商业化核电厂建设目标最近的第四代堆型。依据国外部分钠冷快堆的退役经验,总结了钠冷快堆退役时的放射性分布特点,介绍了退役产生的大量废钠及工艺系统中残留废钠处理的工程经验和启示,结合国内快堆发展情况提出了在设计和运行阶段便于钠冷快堆退役的设想。

摘要： 钠冷快堆燃料破损在线监测系统,由燃料破损覆盖气体监测系统和燃料破损缓发中子监测系统组成。结合系统探测方案和探测环境,阐述了国际快堆燃料破损覆盖气体监测系统和燃料破损缓发中子监测系统探测器的主要配置,对比分析了各类探测器的技术特性和应用特点。在此基础上,根据探测器的发展现状和系统的具体功能需求,归纳了探测器的选型原则和发展趋势。燃料破损覆盖气体监测系统适宜采用总放射性水平测量探测器和放射性核素分析探测器相结合的配置方案。缓发中子监测系统探测器的选型首要考虑探测环境,探测环境受制于探测方案,同时兼顾探测灵敏度和使用寿命的需求。

摘要： 为全面地评估热真空电磁泵内关键部件可能存在的过热风险,本文基于STAR-CCM+软件对小型NaK热真空电磁泵样机开展了温度场仿真计算,探索了设备在真空环境和大气环境下,气密腔室内部不同气体组分、工质及环境温度对其温度场的影响规律。研究表明辐射换热对电磁泵的散热起着决定性的作用,真空环境下有必要采取热控措施以降低局部热点温度。研究成果既可为电磁泵内详细温度场的数值模拟提供参考,也可为后续电磁泵的工程设计和优化提供理论支撑。

摘要： 提出了针对钠冷快中子反应堆(简称快堆)汽轮机非核蒸汽冲转的优化方法,在凝结水精处理系统后增加部分管路和阀门,以将原计划中直接排入废液收集系统的除盐水回收再利用。采用优化后的汽轮机非核蒸汽冲转方法不仅能提升安全性,同时在寿期内,可以节约成本约180.6万元。

摘要： 在钠冷快堆中,为减少在乏燃料贮存池内和后续运输途中对周围环境的放射性污染,需要有效地识别出清洗阱内的破损乏燃料组件。结合乏燃料组件清洗工艺,根据包壳破损特征核素的特性和本底放射性水平,设计了有效的包壳破损探测方法,并探讨了包壳破损的判定依据,以可靠地识别出钠冷快堆各种不同性质和不同时期破损的乏燃料组件。

摘要： 钠冷快堆通过采用模块式蒸汽发生器的设计方案以提高核电厂的负荷因子.核电厂运行中若发生丧失蒸汽发生器模块事件,核电厂工况将发生变化,应进行适当的调节,调节的目标工况可通过设计与研究给出.本工作对某典型池式钠冷快堆丧失1个蒸汽发生器模块后的最佳工况进行研究,主要研究内容包括对其主热传输系统进行建模,开展主热参数匹配计算,根据相关运行限值来筛选方案并分析关键参数,最终给出较为合适的运行工况.本工作为钠冷快堆在丧失蒸汽发生器模块后的工况设计提供了重要依据.

摘要： 热工水力分析软件的验证是安全审查重点关注的问题.为了实现不同设计软件间的对比验证,本工作开发出具有自主知识产权的钠冷快堆堆芯子通道分析程序SSCFR,进行中国实验快堆(CEFR)全堆芯稳态分析、子通道稳态分析及全堆芯瞬态分析,并将分析结果与CEFR运行和设计值进行对比.结果表明,SSCFR程序的计算结果与CEFR运行值及安全分析报告中的设计计算值符合较好,可用于钠冷快堆后续的软件对比验证及设计计算工作.

摘要： 为保证和增强池式快堆的安全性,通过对比分析现有的非能动停堆装置,基于将某些合金在特定温度下拉伸强度发生突变的特性作为钠冷快堆非能动停堆的触发条件,提出了一种钠冷快堆熔断式非能动停堆系统的设计概念,能在发生无保护超功率事故或无保护失流事故的情况下引入负反应性.针对中国实验快堆(CEFR)的设计完成了熔断式非能动停堆系统的方案设计论证,并利用分析程序DYN4G对这一非能动停堆系统在CEFR无保护事故下的响应情况进行了模拟计算,由此得到了其组件设计的关键参数.分析结果表明,通过合理设计,在发生无保护事故时,熔断式非能动停堆系统能有效降低事故情况下的堆芯燃料组件及冷却剂的温度,进一步提高了钠冷快堆应对严重事故的能力.

摘要： 蒸汽发生器热工水力特性分析主要是为了确定不同运行工况下蒸汽发生器温度、热流密度和压力的分布,为蒸汽发生器的结构设计、强度计算以及控制系统的设计提供必要依据.本文采用可移动边界法建立了钠冷快堆直流式蒸汽发生器的数学模型,并选用Gear算法进行求解,分析了中国实验快堆(CEFR)蒸汽发生器不同工况下稳态热工水力特性,并将结果与俄罗斯相应的计算结果进行了比较,验证了所建立的蒸汽发生器热工水力模型计算的正确性.在此基础上,开展了蒸汽发生器动态热工水力特性的分析,通过引入扰动得到蒸汽发生器关键热工参数的动态响应,结果符合热工水力学及定性机理分析结果.快堆直流式蒸汽发生器热工水力特性的分析为大型示范快堆蒸汽发生器的设计奠定了基础.

摘要： 本文基于节块扩散程序和精确微扰理论,开发了反应性分布计算程序,能够给出三维的反应性分布以及泄漏、能谱、吸收、裂变等各个因素引入的反应性分量.通过CFR1000概念设计堆芯对大型钠冷快堆的钠空泡反应性进行了详细的分析,给出了钠空泡的形成机制和影响因素,并从钠空泡反应性的角度为堆芯设计给出了建议.

摘要： 高温钠管道绝热保温材料在钠冷快堆中占有极其重要的地位,是钠冷快堆建设中的重要组成部分.目前中国正大力发展钠冷快堆,同时也对高温钠管道设备的保温材料提出了更高的要求.文中结合有限元分析软件ABAQUS对四种不同的保温方案进行热传导数值模拟分析,得出相应保温方案在满足使用要求情况下的所需保温材料的最小厚度值,为选择高温钠管道和设备的保温材料提供依据.模拟结果表明,新型保温材料的导热系数随着温度升高其升高的趋势都较传统材料缓慢,因而都能够显著减小保温层厚度.

摘要： 目前,从已发表的长期的实验研究结果看,大的镍管扩散面积和高的离子泵抽速会导致真空系统比较庞大,难以实现紧靠蒸汽发生器系统就地安装.因此,需对氢计系统进行简化,以实现多点微氢探测.本文主要针对氢计系统中的离子泵真空系统小型化展开论述,分别从离子泵高真空系统的理论计算、结构设计等方面介绍了小型化扩散型氢计真空系统的设计过程.在理论计算的基础上,本文对小型化扩散型氢计的设计方案进行了实验验证.通过验证得到,小型化氢计真空系统选择的技术路线是基本正确的,主要的设计目标基本实现.

摘要： 惰性气体对降低液态金属起始沸腾过热度有重要作用.通过考虑壁面孔穴内惰性气体的体积变化及扩散作用,分析了池式沸腾核化过程中局部参数的变化,并研究了惰性气体作用下不同变量对液态金属起始沸腾过热度的影响趋势.结果表明,惰性气体可引起复杂的次级效应,为进行准确的热流密度、压力等变量的影响分析,应充分考虑核化过程中惰性气体的影响.

摘要： 惰性气体对降低液态金属起始沸腾过热度有重要作用.通过考虑壁面孔穴内惰性气体的体积变化及扩散作用,分析了池式沸腾核化过程中局部参数的变化,并研究了惰性气体作用下不同变量对液态金属起始沸腾过热度的影响趋势.结果表明,惰性气体可引起复杂的次级效应,为进行准确的热流密度、压力等变量的影响分析,应充分考虑核化过程中惰性气体的影响.

摘要： 惰性气体对降低液态金属起始沸腾过热度有重要作用.通过考虑壁面孔穴内惰性气体的体积变化及扩散作用,分析了池式沸腾核化过程中局部参数的变化,并研究了惰性气体作用下不同变量对液态金属起始沸腾过热度的影响趋势.结果表明,惰性气体可引起复杂的次级效应,为进行准确的热流密度、压力等变量的影响分析,应充分考虑核化过程中惰性气体的影响.

摘要： 本发明涉及一种用于核反应堆、尤其用于钠冷快中子反应堆的组件，所述组件包括具有纵向轴线(X)的壳(10)，所述壳的每个主表面在中央部分具有用于与相邻组件隔离的板片(2)，板片具有向外凸起的部分，所述组件还具有增强衬筒(3)，增强衬筒附接并保持在壳(10)内，面对板片(2)布置。

摘要： 本发明涉及一种用于核反应堆、尤其用于钠冷快中子反应堆的组件，所述组件包括具有纵向轴线(X)的壳(10)，所述壳的每个主表面在中央部分具有用于与相邻组件隔离的板片(2)，板片具有向外凸起的部分，所述组件还具有增强衬筒(3)，增强衬筒附接并保持在壳(10)内，面对板片(2)布置。

摘要： 一种钠冷快堆卷吸现象堆外可视化实验系统及实验方法，该系统包括卷吸实验装置、水箱、给水泵、引水泵、流量计和若干阀门及连接管道；卷吸实验装置为两侧视窗和前后框型筋板构成的中空容器，一端底部侧面设有水平进口段，另一端底部设有排水口；其内设有一圆管，在预设位置处由出口窗口分成上下两段，下半段与出口管路相连；圆管与排水口间设有竖直挡板，与水平进口段间设有可拆卸的导向板；卷吸实验装置与水箱分别通过给水管路、回水管路和排水管路相连；给水泵和引水泵分别布置在给水管路和回水管路，且回水管路设有旁路。本发明实验系统能够模拟钠冷快堆内可能发生的多种类型卷吸现象，可用于可视化研究快堆钠池液面卷吸现象发生准则和热工水力特性，揭示卷吸机理。

摘要： 本发明涉及一种钠冷快堆严重事故时堆芯熔融物碎化行为的可视化实验系统，包括支架、设置在支架上的温度可控型环形电阻丝加热炉、顶部与温度可控型环形电阻丝加热炉底部连接的第一高温熔体气动阀、顶部与第一高温熔体气动阀底部连接的增压补热管、顶部与增压补热管底部连接的第二高温熔体气动阀、设置在第二高温熔体气动阀下方的可视化实验容器及设置在可视化实验容器内的碎化产物收集器，所述可视化实验容器采用透明材料制成。

摘要： 本发明涉及一种钠冷快堆钠空泡反应性的测量方法，包括：（Ⅰ）在堆芯选择测量位置；（Ⅱ）在正常操作状态下步骤（I）中测量位置堆芯燃料组件存在钠冷却剂，调节反应堆状态至微小超临界状态，记录堆芯状态参数、各控制棒的棒位以及中子探测器计数和反应性数据，拟合计算出基准点的超临界反应性ρ1；（Ⅲ）降棒停堆，待计数降低到本底时，采用无钠冷却剂存在的钠空泡实验组件替换步骤（Ⅱ）的燃料组件，按步骤（Ⅱ）的方法得到测量点的超临界反应性ρ2；（Ⅳ）由ρ1-ρ2得到钠空泡反应性的测量值；（Ⅴ）对该测量值进行各种修正。本发明还提供用于该方法的钠空泡实验组件。采用本发明的方法和组件能够得到比较准确的钠空泡反应性价值。

摘要： 本发明公开了一种超临界二氧化碳入堆的高效双循环钠冷快堆发电系统及方法，该系统包括反应堆、高压钠‑超临界二氧化碳换热器、高压透平、高压回路发电机、高压高温回热器、高压低温回热器、余热换热器、高压预冷器、高压主压缩机、高压再压缩机、低压钠‑超临界二氧化碳换热器、低压透平、低压回路发电机、低压回热器、低压预冷器、低压压缩机。本发明首先通过设置高压钠‑超临界二氧化碳换热器和低压钠‑超临界二氧化碳换热器，实现超临界二氧化碳直接入堆，提升主气温度进而提升了发电效率。此外，通过布置高、低压超临界二氧化碳循环，实现超临界二氧化碳动力循环的吸热温度区间与液态金属钠的放热温度窗口的良好匹配，进一步提升了发电效率。

摘要： 本发明涉及一种基于堆芯损伤估算钠冷快堆应急工况释放源项的方法，根据核素的累积产额计算核素的堆芯积存量，结合堆芯损伤份额以及各核素的释放份额计算堆芯释放至一回路钠池的源项，根据从堆芯释放至覆盖气腔的释放份额计算放射性核素从堆芯释放至覆盖气腔源项，若事故类型确定为旋塞密封丧失，则计算释放至安全壳源项的变化速率；若事故类型确定为双层容器熔穿或者泄漏，则计算堆坑中气载源项的变化速率；进一步计算释放至环境的源项。采用本发明中公开的估算方法，能够在钠冷快堆发生事故时基于设施运行数据和堆芯积存量，计算在不同释放途径下动态分阶段向一回路、安全壳和环境释放源项，可以为应急情况下采取相应防护措施提供决策依据。

摘要： 一种用于控制钠冷快堆中的反应性的系统和方法以及核反应堆。系统的两端分别与用于容纳钠冷却剂的堆芯容器连通，系统包括：提取单元，提取单元用于从堆芯容器中抽取钠冷却剂；控制单元，控制单元位于提取单元的下游，用于将钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂，并调节混合冷却剂中控制物的含量，以控制钠冷快堆中的反应性；排出单元，排出单元位于控制单元的下游，用于将混合冷却剂供入堆芯容器中。利用控制物对核反应堆的反应性进行控制属于补偿控制，不需要特定位置，可以简化反应堆结构设计，提高反应堆运行的经济性。

摘要： 一种钠冷快堆卷吸现象堆外可视化实验系统及实验方法，该系统包括卷吸实验装置、水箱、给水泵、引水泵、流量计和若干阀门及连接管道；卷吸实验装置为两侧视窗和前后框型筋板构成的中空容器，一端底部侧面设有水平进口段，另一端底部设有排水口；其内设有一圆管，在预设位置处由出口窗口分成上下两段，下半段与出口管路相连；圆管与排水口间设有竖直挡板，与水平进口段间设有可拆卸的导向板；卷吸实验装置与水箱分别通过给水管路、回水管路和排水管路相连；给水泵和引水泵分别布置在给水管路和回水管路，且回水管路设有旁路。本发明实验系统能够模拟钠冷快堆内可能发生的多种类型卷吸现象，可用于可视化研究快堆钠池液面卷吸现象发生准则和热工水力特性，揭示卷吸机理。

摘要： 本发明涉及一种钠冷快堆严重事故时堆芯熔融物碎化行为的可视化实验系统，包括支架、设置在支架上的温度可控型环形电阻丝加热炉、顶部与温度可控型环形电阻丝加热炉底部连接的第一高温熔体气动阀、顶部与第一高温熔体气动阀底部连接的增压补热管、顶部与增压补热管底部连接的第二高温熔体气动阀、设置在第二高温熔体气动阀下方的可视化实验容器及设置在可视化实验容器内的碎化产物收集器，所述可视化实验容器采用透明材料制成。