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“玲龙一号”反应堆研发关键技术

宋丹戎 李庆 秦冬 党高健 曾畅 李松 肖仁杰 魏学栋

宋丹戎, 李庆, 秦冬, 党高健, 曾畅, 李松, 肖仁杰, 魏学栋. “玲龙一号”反应堆研发关键技术[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 1-5. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0001
引用本文: 宋丹戎, 李庆, 秦冬, 党高健, 曾畅, 李松, 肖仁杰, 魏学栋. “玲龙一号”反应堆研发关键技术[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 1-5. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0001
Song Danrong, Li Qing, Qin Dong, Dang Gaojian, Zeng Chang, Li Song, Xiao Renjie, Wei Xuedong. Key Technology of ACP100: Reactor Core and Safety Design[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 1-5. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0001
Citation: Song Danrong, Li Qing, Qin Dong, Dang Gaojian, Zeng Chang, Li Song, Xiao Renjie, Wei Xuedong. Key Technology of ACP100: Reactor Core and Safety Design[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 1-5. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0001

“玲龙一号”反应堆研发关键技术堆芯设计与安全设计

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0001
基金项目: 国家重点研发计划资助(2018YFE0207400);四川省科技计划项目资助(2020JDR0381)
详细信息
    作者简介:

    宋丹戎(1969—),男,研究员级高级工程师,博士,现任中国核动力研究设计院ACP100总设计师,主要从事新堆总体设计研发工作,E-mail: songdanrong@163.com

  • 中图分类号: TL421+.1

Key Technology of ACP100: Reactor Core and Safety Design

  • 摘要: 模块式小型反应堆(SMR)是一种新型的核能系统。“玲龙一号”反应堆(ACP100)是我国完全自主创新的多用途模块化小型压水反应堆。本文介绍了ACP100的研发过程、堆芯设计和安全设计的主要特点,主要包括堆芯核设计、热工水力设计、安全设计理念、固有安全设计、事故应对策略等关键技术。ACP100反应堆通过基于全非能动的设计理念以及确定论与概率安全评价相结合的设计方法,极大地提高了安全性,超过了三代核电安全标准要求。

     

  • 图  1  平衡循环堆芯装载图

    NEW—新燃料组件;不同颜色表示不同的组件类型

    Figure  1.  Diagram of Fuel Loading Pattern for Equilibrium Cycle    

    图  2  正常工况运行图

    ΔI—轴向功率偏移(包含3%的不确定性);Pr—功率水平;FP—满功率      

    Figure  2.  Operation Diagram under Normal Conditions

    图  3  进口段及1/3堆芯高度段流场分布图

    网格中数据为相对质量流量

    Figure  3.  Flow Field Distribution Diagram at Inlet Section and 1/3 Core Height Section

    图  4  ACP100安全设计系统示意图

    Figure  4.  Schematic Diagram of Safety System of ACP100

    图  5  极限热流密度与CHF

    Figure  5.  Limit Heat Flux and Critical Heat Flux

    表  1  ACP100堆芯主要参数

    Table  1.   General Reactor Core Parameters of ACP100

    堆芯主要参数参数值
    反应堆热功率/MW385
    机组名义功率/MW126.5
    电厂设计寿命/a60
    换料周期/月24
    电厂运行方式基负荷运行
    极限安全地震(SL-2)水平峰值加速度/g0.3
    CDF/(堆·a)−1<10−6
    大量放射性释放频率(LRF)/(堆·a)−1<10−7
    燃料组件类型17×17方形组件
    堆芯活性段高度/m2.15
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    表  2  过渡循环换料富集度及数量

    Table  2.   Concentration and Quantity of Transition Fuel Cycle

    第2循环第3循环第4循环第5循环平衡循环
    换料富
    集度/%
    3.9+4.454.454.45+4.954.45+4.954.45+4.95
    换料组件
    数量
    2020242424
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    表  3  ACP100热工设计参数

    Table  3.   Thermal Design Parameters of ACP100

    参数参数值参数参数值
    额定热功率/MW
    385旁流限值/%5.0
    主泵数量4堆芯流通面积/m21.4
    系统压力/MPa(绝对)
    15堆芯平均流速/(m·s−1)1.9
    热工设计流量/(m3·h−1)
    9550堆芯入口温度/℃285.8
    最佳估计流量/(m3·h−1)
    10000堆芯出口温度/℃321.2
    机械设计流量/(m3·h−1)
    10450堆芯平均温度/℃303.5
    平均线功率密度/(W·cm−1)
    116反应堆平均温度/℃303
    堆芯平均热流密度/(W·cm−2)
    38.8最小稳态DNBR2.70
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    表  4  PSA分析技术见解

    Table  4.   PSA Analysis Technical Insights

    改进项说明功率运行工况CDF
    变化/(堆·a)−1
    RDP第3级使用电动阀3.23×10−7
    使用爆破阀9.31×10−8
    正常余热排出系统不执行安注功能1.37×10−7
    执行安注功能9.31×10−8
    安注箱设置仅堆芯补水箱9.31×10−8
    堆芯补水箱+安注箱9.31×10−8
    下载: 导出CSV
  • [1] 汪量子,巨海涛,秦冬,等. 模块式小型压水堆ACP100堆芯燃料管理策略研究[J]. 核动力工程,2018, 39(1): 157-160.
    [2] 余红星,周金满,冷贵君,等. “华龙一号”反应堆堆芯与安全设计研究[J]. 核动力工程,2019, 40(1): 1-7.
    [3] 宋丹戎, 秦忠. “玲龙一号”技术方案及示范工程进展[J]. 核电研发,2018, 11(1): 21-25.
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图(5) / 表(4)
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-04-06
  • 修回日期:  2021-05-31
  • 刊出日期:  2021-08-15

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