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小型自然循环铅基快堆内部始发事件选取研究

赵鹏程 刘紫静 李捷 于涛

赵鹏程, 刘紫静, 李捷, 于涛. 小型自然循环铅基快堆内部始发事件选取研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(5): 51-56. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0051
引用本文: 赵鹏程, 刘紫静, 李捷, 于涛. 小型自然循环铅基快堆内部始发事件选取研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(5): 51-56. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0051
Zhao Pengcheng, Liu Zijing, Li Jie, Yu Tao. Study on Selection of Internal Initiating Events of Small Natural Circulation Lead-Cooled Fast Reactor[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(5): 51-56. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0051
Citation: Zhao Pengcheng, Liu Zijing, Li Jie, Yu Tao. Study on Selection of Internal Initiating Events of Small Natural Circulation Lead-Cooled Fast Reactor[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(5): 51-56. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0051

小型自然循环铅基快堆内部始发事件选取研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0051
基金项目: 国家自然科学基金项目(11905101,12005097);湖南自然科学基金(2019JJ40239,2020JJ5465);装备预研重点实验室基金项目(6142A07190106)
详细信息
    作者简介:

    赵鹏程(1988—),男,博士,副教授,现主要从事反应堆热工安全分析方面的研究,E-mail: zhaopengcheng1030@163.com

    通讯作者:

    刘紫静,E-mail: liuzijing1123@163.com

  • 中图分类号: TL334

Study on Selection of Internal Initiating Events of Small Natural Circulation Lead-Cooled Fast Reactor

  • 摘要: 始发事件是铅基反应堆确定论安全分析和概率安全评价的起点和基础,对反应堆优化设计和安全运行具有重要指导作用。本文基于小型自然循环铅基快堆SNCLFR-100当前的设计方案,参考其他先进快堆始发事件选取经验,以广义“堆芯熔化”作为顶层目标事件,采用主逻辑图(MLD)方法推导其内部始发事件,最后得到一组较完整的内部始发事件清单。本文研究可为自然循环铅基快堆安全分析工作的开展提供理论依据。

     

  • 图  1  SNCLFR-100本体结构设计示意图

    Figure  1.  Schematic View of SNCLFR-100 Body Structure Design    

    图  2  SNCLFR-100非能动余热排出系统示意图

    1—堆芯:2—铅冷池;3—铅热池;4—主热交换器;5—主容器;6—安全容器;7—热空气上升通道;8—圆柱形热隔离层;9—冷空气下降通道;10—堆坑;11—烟囱;12—安全壳

    Figure  2.  Schematic View of Passive Residual Heat Removal System of SNCLFR-100   

    图  3  SNCLFR-100内部始发事件主逻辑图

    Figure  3.  MLD of SNCLFR-100 Internal Initiating Events

    图  4  反应性及功率分布异常事件MLD图

    Figure  4.  MLD of Reactivity and Power Distribution Anomaly Events

    图  5  燃料组件输热故障事件MLD图

    Figure  5.  MLD of Fuel Assembly Heat Transfer Fault Events

    图  6  堆冷却剂系统压力边界破坏事件MLD图

    Figure  6.  MLD of RCS Pressure Boundary Failure Events

    图  7  反应堆安全壳完整性破坏事件MLD图

    Figure  7.  MLD of Reactor Containment Integrity Loss Events

    表  1  SNCLFR-100主要设计参数

    Table  1.   Main Design Parameters of SNCLFR-100

    参数名参数值
    热功率/电功率/MW100/40
    一回路系统冷却剂
    一回路系统循环方式全功率池式自然循环
    堆芯进/出口温度/℃400/480
    堆芯冷却剂流量/(kg·s−1)8528
    燃料钚铀氧化物(MOX)
    包壳材料T91
    二回路系统循环方式强迫循环
    二回路冷却剂
    二回路进/出口温度/℃330/457
    余热排出系统反应堆容器空气冷却系统
    (RVACS)
    下载: 导出CSV

    表  2  SNCLFR-100设计特征对内部始发事件选取影响

    Table  2.   Influence of SNCLFR-100 Design Features on Selection of Internal Initiating Events

    设计特征影响
    液态铅冷却液态铅对结构材料具有强腐蚀;
    受辐照后产生剧毒放射性核素210Po;
    高密度对堆内组件产生强浮力;
    对堆抗震性能提出了较大挑战
    一回路全功率池式自然循环易于发生冷却剂热分层现象;
    冷却剂流速低,易诱发堵流事故
    非能动余热排出 驱动力较弱,物理过程和设备失
    效可能诱发系统功能失效
    下载: 导出CSV

    表  3  SNCLFR-100/ALFRED/M2LFR-1000设计特征对比

    Table  3.   Comparison of Design Features of SNCLFR-100, ALFRED and M2LFR-100

    对比项目SNCLFR-100ALFREDM2LFR-1000
    一回路结构形式池式池式池式
    堆型快堆快堆快堆
    一回路系统冷却剂
    二回路系统冷却剂
    燃料类型MOXMOXUO2
    堆芯特性自持临界自持临界自持临界
    热功率/MW1003001000
    一回路冷却剂循环方式自然循环强迫循环强迫循环
    正常热传方式空冷塔汽轮机发电空冷塔
    燃料组件形式闭式四边
    形组件
    闭式六边
    形组件
    闭式六边
    形组件
    非能动余热排出方式RVACS事故余热
    热交换器+
    RVACS
    事故余热
    热交换器+
    RVACS
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-08-14
  • 修回日期:  2020-10-15
  • 刊出日期:  2021-09-30

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