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基于DOEL-2电厂SGTR事故的LOCUST分析与验证

袁波 雷兴 文青龙 陈康 徐财红 厉井钢

袁波, 雷兴, 文青龙, 陈康, 徐财红, 厉井钢. 基于DOEL-2电厂SGTR事故的LOCUST分析与验证[J]. 核动力工程, 2025, 46(1): 92-99. doi: 10.13832/j.jnpe.2025.01.0092
引用本文: 袁波, 雷兴, 文青龙, 陈康, 徐财红, 厉井钢. 基于DOEL-2电厂SGTR事故的LOCUST分析与验证[J]. 核动力工程, 2025, 46(1): 92-99. doi: 10.13832/j.jnpe.2025.01.0092
Yuan Bo, Lei Xing, Wen Qinglong, Chen Kang, Xu Caihong, Li Jinggang. Analysis and Verification of LOCUST Based on SGTR Accident of DOEL-2[J]. Nuclear Power Engineering, 2025, 46(1): 92-99. doi: 10.13832/j.jnpe.2025.01.0092
Citation: Yuan Bo, Lei Xing, Wen Qinglong, Chen Kang, Xu Caihong, Li Jinggang. Analysis and Verification of LOCUST Based on SGTR Accident of DOEL-2[J]. Nuclear Power Engineering, 2025, 46(1): 92-99. doi: 10.13832/j.jnpe.2025.01.0092

基于DOEL-2电厂SGTR事故的LOCUST分析与验证

doi: 10.13832/j.jnpe.2025.01.0092
基金项目: “十三五”核能开发科研第六批项目(科工二司〔2020〕1192号)
详细信息
    作者简介:

    袁 波(1985—),男,副教授,现主要从事反应堆热工水力研究,E-mail: boyuanyuan@cqu.edu.cn

  • 中图分类号: TL333

Analysis and Verification of LOCUST Based on SGTR Accident of DOEL-2

  • 摘要: 蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故会导致一、二回路热工水力参数大幅波动,严重危害反应堆的安全性,使用国内研发的热工水力系统分析软件LOCUST可以计算SGTR事故中的热工水力参数并预测事故进程。本研究以DOEL-2电厂SGTR事故为研究对象,以热工水力系统分析软件LOCUST为计算工具,对DOEL-2电厂进行建模计算,并将计算结果与RELAP5计算结果及实际数据进行对比,评估LOCUST软件对SGTR事故预测的准确性。研究表明,LOCUST软件能够很好地预测SGTR事故过程,计算得到的一回路及二回路相关参数与RELAP5计算结果和实际数据吻合较好,本研究可为LOCUST软件验证提供数据支撑。

     

  • 图  1  DOEL-2电厂节点图

    Figure  1.  Node Diagram of DOEL-2

    图  2  SG破口节点图

    Figure  2.  Node Diagram of SG Break

    图  3  稳压器压力变化

    Figure  3.  Pressure Change of the Pressurizer

    图  4  稳压器液位变化

    Figure  4.  Level Change of the Pressurizer

    图  5  稳压器内蒸汽温度变化

    Figure  5.  Steam Temperature Change in the Pressurizer

    图  6  A环路热管段压力变化

    Figure  6.  Pressure Change of the Hot Leg of Loop A

    图  7  A环路热管段温度变化

    Figure  7.  Temperature Change of the Hot Leg of Loop A

    图  8  B环路热管段温度变化

    Figure  8.  Temperature Change of the Hot Leg of Loop B

    图  9  A环路冷却剂流量变化

    Figure  9.  Coolant Mass Flow Rate Change of Loop A

    图  10  B环路冷却剂流量变化

    Figure  10.  Coolant Mass Flow Rate Change of Loop B

    图  11  SG-A蒸汽压力变化

    Figure  11.  Pressure Change of the SG of Loop A

    图  12  SG-A蒸汽温度变化

    Figure  12.  Temperature Change of the SG of Loop A

    图  13  SG-B二次侧蒸汽压力变化

    Figure  13.  Steam Pressure Change of SG-B Secondary Side

    图  14  高压安注流量变化

    Figure  14.  Mass Flow Rate Change of HPS

    图  15  A环路冷管道取水喷淋流量变化

    Figure  15.  Change of Cold Leg Intake Spray Mass Flow Rate of Loop A

    图  16  B环路冷管段取水喷淋流量变化

    Figure  16.  Change of Cold Leg Intake Spray Mass Flow Rate of Loop B

    图  17  破口流量变化

    Figure  17.  Break Mass Flow Rate Change

    表  1  压力容器主要参数

    Table  1.   Main Parameters of Pressure Vessel

    参数名参数值
    下降段长度/mm4084
    下降段环腔宽度/mm600
    下降段流动面积/m21.41
    下封头体积/m32.679
    下腔室体积/m38.933
    上封头体积/m38.832
    上腔室体积/m32.04
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    表  2  SG主要参数

    Table  2.   Main Parameters of Steam Generator

    参数名 参数值
    U型管数量/根 3260
    U型管平均长度/m 18.16
    U型管外径/mm 22.2
    U型管内径/mm 19.6
    U型管壁面厚度/mm 2.6
    换热面积/m2 4130
    U型管流通面积/m2 0.99
    进口腔室体积/m3 4.393
    出口腔室体积/m3 4.393
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    表  3  DOEL-2水力学部件类型

    Table  3.   Types of Hydraulic Components for DOEL-2

    部件类型符号
    环管部件ANNULUS
    分支部件BRANCH
    圆管部件PIPE
    泵部件PUMP
    单一控制体SNGLVOL
    单一连接件SNGLJUN
    时间相关控制体TMDPVOL
    时间相关连接件TMDPJUN
    阀门VALVE
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    表  4  SGTR初始条件

    Table  4.   Initial Conditions for SGTR

    参数名参数值
    反应堆热功率/MW1192
    一回路运行压力/MPa15.51
    单环路冷却剂流量/(kg·s−1)3628
    压力容器进口温度/℃287.3
    压力容器出口温度/℃317.1
    (堆芯冷却剂旁流流量/堆芯总流量)/%4.5
    压力容器进出口压差/MPa0.216
    稳压器压力/MPa15.5
    (稳压器液位/稳压器满液位)/%25.01
    稳压器内蒸汽温度/K617.9
    一回路热管段压力/MPa15.5
    一回路热管段温度/K528
    二回路运行压力/MPa5.88
    SG给水流量/(kg·s−1)333
    SG给水温度/℃230
    SG蒸汽流量/(kg·s−1)333
    SG下降段水位/m11.662
    再循环倍率6.0
    破口流量/(kg·s−1)15
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    表  5  SGTR事故时序

    Table  5.   Chronology of SGTR

    时刻/s事件
    0SGTR事故发生
    210.7稳压器电加热器关闭
    900.0SG-A大气阀打开
    1111.7破口环路主泵停转
    1200.0高压安注系统启动
    1428.3SG-A电动辅助给水泵打开
    1479.1SG-B电动辅助给水泵打开
    1992.0SG-B电动辅助给水泵关闭
    2105.7破口环路主泵重启
    2106.0稳压器喷淋阀打开
    2248.0稳压器电加热器打开
    2287.0稳压器喷淋阀关闭
    2700.0事故结束
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-03-14
  • 修回日期:  2024-04-16
  • 刊出日期:  2025-02-15

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