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华龙一号反应堆DNBR在线监测系统开发及验证

陈曦 吴清 邓坚 刘余 任春明 王啸宇 彭欢欢

陈曦, 吴清, 邓坚, 刘余, 任春明, 王啸宇, 彭欢欢. 华龙一号反应堆DNBR在线监测系统开发及验证[J]. 核动力工程, 2024, 45(2): 248-253. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.02.0248
引用本文: 陈曦, 吴清, 邓坚, 刘余, 任春明, 王啸宇, 彭欢欢. 华龙一号反应堆DNBR在线监测系统开发及验证[J]. 核动力工程, 2024, 45(2): 248-253. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.02.0248
Chen Xi, Wu Qing, Deng Jian, Liu Yu, Ren Chunming, Wang Xiaoyu, Peng Huanhuan. Development and Validation of DNBR On-line Monitoring System for HPR1000 Reactor[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(2): 248-253. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.02.0248
Citation: Chen Xi, Wu Qing, Deng Jian, Liu Yu, Ren Chunming, Wang Xiaoyu, Peng Huanhuan. Development and Validation of DNBR On-line Monitoring System for HPR1000 Reactor[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(2): 248-253. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.02.0248

华龙一号反应堆DNBR在线监测系统开发及验证

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.02.0248
详细信息
    作者简介:

    陈 曦(1988—),男,高级工程师,现主要从事反应堆热工水力与安全分析相关研究,E-mail: chenxi0005@qq.com

  • 中图分类号: TL429

Development and Validation of DNBR On-line Monitoring System for HPR1000 Reactor

  • 摘要: 传统的二代反应堆保护系统一般采用超温ΔT保护信号,这种保护方法比较保守,且属于间接方式,而偏离泡核沸腾比(DNBR)在线监测软件能够直接监督安全参数的变化。为了更直观地实时掌握华龙一号反应堆堆芯的安全裕量,进一步提高反应堆安全运行的灵活性,本文从压水堆堆芯的热工设计基础模型出发,提出了兼顾计算速度和求解精度的DNBR在线监测热工计算模型,开发了一套可用于华龙一号反应堆的DNBR在线监测系统,并从堆芯独立验证、模拟信号验证、华龙一号首堆实堆运行数据验证等三个方面对在线监测系统的计算模型进行了充分验证。结果表明,DNBR在线监测系统计算精度较高,与自主化子通道程序相当,能够满足华龙一号反应堆工程设计的需求。

     

  • 图  1  全堆芯mDNBR分布趋势

    FH—焓升热通道因子;Fq—热流密度热通道因子

    Figure  1.  Minimum DNBR Distribution Trend of Overall Core

    图  2  DNBR在线监测系统计算过程

    Figure  2.  Calculation Procedure of DNBR On-line Monitoring System

    图  3  DNBR计算模块流程图

    Figure  3.  Procedures of DNBR Calculation Module

    图  4  子通道程序与在线监测软件mDNBR偏差对比

    Figure  4.  Deviation of the Minimum DNBR between On-line Monitoring and Sub-channel Software

    图  5  在线监测软件与子通道程序mDNBR计算结果的相对偏差直方图

    Figure  5.  Histogram of Relative Deviation of the Minimum DNBR between On-line Monitoring and Sub-channel Software

    图  6  工况18的轴向DNBR计算结果对比

    Figure  6.  Comparison of Axial DNBR Calculation Results under Condition 18

    表  1  mDNBR对比验证结果

    Table  1.   Results of the Minimum DNBR Validation

    工况编号 在线监测软件计算结果 子通道程序计算结果 相对偏差/%
    1 2.144 2.177 −1.52
    2 1.930 1.963 −1.70
    3 1.286 1.270 1.23
    4 1.126 1.143 −1.48
    5 1.381 1.362 1.39
    6 1.301 1.256 3.60
    7 1.364 1.408 −3.17
    8 1.279 1.311 −2.43
    9 1.507 1.514 −0.50
    10 2.464 2.412 0.80
    11 2.253 2.328 −3.23
    12 2.174 2.241 −2.98
    13 2.123 2.194 −3.22
    14 1.730 1.760 −1.74
    15 1.740 1.772 −1.77
    16 1.832 1.859 −1.46
    17 1.502 1.554 −3.34
    18 1.573 1.622 −3.02
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    表  2  模拟电流信号验证的DNBR计算结果对比

    Table  2.   Comparison of DNBR Results for Digital Simulation Test Validation

    物理含义 例题编号
    1 2 3 4
    功率水平/%FP 100 65 100 100
    稳压器压力/MPa 15.51 15.51 15.51 15.51
    冷却剂流量/(m3 ·h−1) 74040 74040 74040 74040
    堆入口温度/℃ 292.1 291.96 292.1 292.1
    堆出口温度/℃ 327.9 316.2 327.9 327.9
    控制棒状态 ARO 65%FP水平刻度位置 ARO ARO
    在线监测软件mDNBR 3.356 4.648 3.776 4.036
    子通道程序mDNBR 3.329 4.709 3.823 3.954
    DNBR相对偏差/% 0.811 −1.295 −1.229 2.074
      ARO—控制棒全提;FP—满功率
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    表  3  实堆调试验证mDNBR计算结果对比

    Table  3.   Comparisons of Minimum DNBR Results for Real Reactor Operation

    功率/%FP mDNBR计算结果
    在线监测软件 子通道程序 相对偏差/%
    50 7.340 7.251 1.22
    100 3.560 3.491 1.95
    下载: 导出CSV
  • [1] 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. doi: 10.13832/j.jnpe.2019.01.0001
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    [4] 黄有骏,李文平,杨戴博,等. 华龙一号堆芯中子注量率测量系统自给能中子探测器关键参数研究[J]. 核动力工程,2020, 41(S2): 45-49.

    黄有骏, 李文平, 杨戴博, 等. 华龙一号堆芯中子注量率测量系统自给能中子探测器关键参数研究[J]. 核动力工程, 2020, 41(S2): 45-49.
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-05-12
  • 修回日期:  2023-06-25
  • 刊出日期:  2024-04-12

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