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LOCA水力载荷分析软件HLPS的开发与验证

李文姬 吕红 张洁

李文姬, 吕红, 张洁. LOCA水力载荷分析软件HLPS的开发与验证[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 159-165. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0159
引用本文: 李文姬, 吕红, 张洁. LOCA水力载荷分析软件HLPS的开发与验证[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 159-165. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0159
Li Wenji, Lyu Hong, Zhang Jie. Development and Verification of HLPS Software for LOCA Hydraulics Load Analysis[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 159-165. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0159
Citation: Li Wenji, Lyu Hong, Zhang Jie. Development and Verification of HLPS Software for LOCA Hydraulics Load Analysis[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 159-165. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0159

LOCA水力载荷分析软件HLPS的开发与验证

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0159
详细信息
    作者简介:

    李文姬(1986—),女,硕士研究生,现主要从事核电厂热工水力分析研究,E-mail: liwenji1986@163.com

    通讯作者:

    吕 红,E-mail: lvhonglx@126.com

  • 中图分类号: TL364.4

Development and Verification of HLPS Software for LOCA Hydraulics Load Analysis

  • 摘要: 为分析核电厂反应堆一回路系统发生假想断裂时冷却剂从破口喷放以及卸压波在一回路系统中传播引起的水力载荷特性,采用C++程序开发语言,自主研发了压水堆一回路冷却剂丧失事故(LOCA)水力载荷计算软件HLPS。以M310反应堆冷却剂系统为对象,将HLPS软件计算结果与工程数据进行对比验证,结果表明:HLPS软件的计算结果与工程数据符合良好,载荷力峰值基本包络工程数据;同时HLPS软件采取隐式求解以及更高的收敛标准,计算结果更加准确,可用于一回路系统LOCA分析。

     

  • 图  1  一回路系统结构示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Primary Circuit

    图  2  HLPS软件计算流程图

    Figure  2.  Calculation Flow of HLPS Software

    图  3  HLPS软件结构图

    Figure  3.  Structure Chart of HLPS Software

    图  4  连接点示意图

    A—无局部阻力的双通连接点;点B—有局部阻力的双通连接点;点C—无局部阻力的多通连接点;点D—有局部阻力的多通连接点

    Figure  4.  Schematic Diagram of Connection Points

    图  5  主回路管道载荷力

    Figure  5.  Load Force of Main Loop Pipeline

    图  6  蒸汽发生器载荷力

    Figure  6.  Load Force of Steam Generator

    图  7  反应堆压力容器载荷力

    Figure  7.  Load Force of Reactor Pressure Vessel

    表  1  对流换热系数计算公式

    Table  1.   Calculation Formula of Convection Heat Transfer Coefficient

    换热分类公式
    单相对流Churchill & Bernstein
    两相对流
    核态沸腾换热(Chen公式)
    大容积饱和沸腾换热(米海耶夫公式)
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    表  2  不同连接类型收敛对比

    Table  2.   Convergence of Different Connection Types

    连接点对比HLPS工程数据
    压力偏差/Pa


    A1.01×10−116.44×10−4
    B8.12×10−35.39×10−2
    C1.20×10−21.68×10−2
    D1.35×10−26.51×10−3
    质量流量之和/(kg·s−1)


    A1.01×10−111.01×10−11
    B3.06×10−5−2.70×10−4
    C−8.60×10−4−22.35
    D1.323.59
    下载: 导出CSV

    表  3  破口特性

    Table  3.   Break Characteristics

    破口位置破口类型破口打开时间/ms
    蒸汽发生器入口处周向断裂20
    余热排出系统接管处周向断裂20
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    表  4  反应堆压力容器最大载荷力

    Table  4.   Maximum Load of Reactor Pressure Vessel

    对比位置堆芯吊
    篮底部
    堆芯下
    支撑板
    燃料组件
    下管座
    堆芯上
    支撑板
    燃料元
    件组件
    HLPS/106N −9.14551 1.16772 −9.93703×10−5 4.13134 1.47685
    工程数据/106N −8.85011 0.99998 −1.04001×10−4 3.94081 1.51212
    相对偏差/% 3.34 16.78 −4.45 4.83 2.39
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-16
  • 修回日期:  2021-01-11
  • 刊出日期:  2021-08-15

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