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《清华大学》 2013年
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聚变—裂变混合能源堆非能动安全系统的应用及安全分析

喻章程  
【摘要】:核裂变能发展中面临的两个关键问题是可裂变材料235U储量有限和乏燃料及核废料处置问题。核聚变能是更为清洁安全的能源,但其距离全面的商业应用还有很长一段时间。聚变-裂变混合能源堆为更早地利用聚变能提供了一种途径,并有望解决核裂变能发展过程中面临的两大难题。 聚变-裂变混合能源堆处在概念设计阶段。本文将非能动安全系统概念应用于聚变-裂变混合能源堆,并验证其可行性。利用系统分析程序RELAP5建立了聚变-裂变混合能源堆模型,包括次临界能源包层、主冷却剂回路以及非能动安全系统。 本文选取了几种最为典型的事故进行安全分析,包括主冷却剂泵卡转子事故、冷管段小破口失水事故、冷管段双端剪切断裂大破口失水事故,考察了在这些事故工况中,系统各项重要参数的变化以及非能动安全系统的响应动作和对事故的缓解情况。主冷却剂泵卡转子事故中,一回路系统压力及燃料最高温度等参数均在安全范围内,燃料表面不会发生沸腾临界;主给水隔离之后,非能动余热排出系统不能有效地载出衰变热,将其热交换器的总流通面积优化后,换热情况得到很大改善,能与衰变热相匹配。冷管段2英寸、4英寸和10英寸小破口失水事故中,由于非能动安全系统的动作响应,包层燃料区在整个瞬态过程中没有完全裸露,燃料的最高温度低于限值;为了改善包层坍塌液位的最小值,分别增大安注箱和堆芯补水箱容积的初步设计值,发现增大堆芯补水箱容积能有效增大坍塌液位的最小值,而增大安注箱容积效果不明显。冷管段双端剪切断裂大破口失水事故中,包层燃料区在短时间内完全裸露,燃料温度也急剧上升,先后出现两次燃料峰值温度,分别为938.2K和608.7K,均低于燃料的熔点温度,随着再淹没过程,包层趋于安全。 通过对这几种事故的定性和定量分析,考察了非能动安全系统对事故的缓解能力,指出了非能动专设安全设施的优化方向,初步验证了非能动安全系统概念应用于聚变-裂变混合能源堆的可行性。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TL46

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭志锋;;AP1000的非能动安全系统[J];国外核新闻;2005年09期
2 肖泽军,卓文彬,陈炳德,白雪松,贾斗南;先进压水堆非能动安全系统研究进展[J];核动力工程;2004年01期
3 柏云清;吴宜灿;陈红丽;;聚变实验堆ITER实验包层瞬态热工安全分析[J];核动力工程;2006年S1期
4 韩旭;郑明光;杨燕华;;广义非能动系统概念研究[J];核动力工程;2009年03期
5 魏仁杰;球床包层聚变-裂变混合堆热工安全分析[J];核动力工程;1998年04期
6 冯开明;;ITER实验包层计划综述[J];核聚变与等离子体物理;2006年03期
7 袁涛;冯开明;李增强;赵周;;中国氦冷却固态增殖剂实验包层热工设计[J];核聚变与等离子体物理;2009年02期
8 赵周;冯开明;张国书;袁涛;;中国ITER固态实验包层模块热工水力优化设计和分析[J];核科学与工程;2009年04期
9 金鸣;蒋洁琼;刘松林;王明煌;柏云清;吴宜灿;FDS团队;;聚变裂变混合发电堆水冷包层热工水力学设计分析[J];核科学与工程;2010年01期
10 吴宜灿;王红艳;柯严;汪卫华;陈红丽;刘松林;黄群英;FDS团队;;磁约束聚变堆及ITER实验包层模块设计研究进展[J];原子核物理评论;2006年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱德琼;陈晓军;彭述明;;固体氚增殖剂的制备及性能综述[J];材料导报;2008年09期
2 邵新生;李斌;崔社;;非能动安全系统在火电厂脱硫系统中的应用[J];工业安全与环保;2012年07期
3 高椿明;秦臻;陈颜静;;ITER中国实验包层在等离子主破裂下的电磁耦合评估[J];电子科技大学学报;2013年05期
4 马丽华;冯开明;叶兴福;陈焕新;;高温氦气实验回路氢气主冷却回路的概念设计[J];核动力工程;2009年02期
5 杨志义;周涛;陈红丽;吴宜灿;;中国液态锂铅实验回路DRAGON-Ⅳ磁流体动力学直管实验段数值分析[J];核动力工程;2010年S1期
6 韩旭;郑明光;于意奇;叶成;;广义非能动流体控制单元的设计及试验研究[J];核动力工程;2011年06期
7 袁涛;冯开明;王晓宇;陈志;;中国ITER固态试验包层模块第一壁结构优化[J];核聚变与等离子体物理;2007年04期
8 侯炳林;潘传红;周才品;李鹏远;简广德;刘德权;;ITER聚变装置重力支撑静应力数值模拟[J];核聚变与等离子体物理;2008年01期
9 侯炳林;潘传红;李鹏远;;ITER聚变装置重力支撑有限元模态分析[J];核聚变与等离子体物理;2008年02期
10 王琦杰;冯开明;陈志;;中国ITER固态实验包层模块活化计算分析[J];核聚变与等离子体物理;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄群英;FDS团队;;中国液态锂铅包层材料研究进展[A];中国核学会核材料分会2007年度学术交流会论文集[C];2007年
2 吴宜灿;FDS团队;;ITER核技术与核安全研究进展[A];第三届反应堆物理与核材料学术研讨会论文摘要集[C];2007年
3 吴宜灿;FDS团队;;计算机技术在聚变堆设计研究中的应用[A];第十四届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(下册)[C];2008年
4 李茂生;;聚变-裂变混合堆固态产氚包层分析[A];第十二届反应堆数值计算与粒子输运学术会议论文集[C];2008年
5 黄群英;李春京;李艳芬;刘少军;宋勇;彭蕾;章毛连;朱志强;高胜;郭智慧;王永亮;吴宜灿;周新贵;万发荣;单以银;郁金南;朱升云;张品源;杨建锋;李合琴;巨新;室贺健夫;长坂琢也;大贯惣明;FDS团队;;中国液态锂铅包层材料研究进展[A];第十二届反应堆数值计算与粒子输运学术会议论文集[C];2008年
6 王海田;李格;覃世军;;ITER气垫传输车设计与运行初步研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第2册)[C];2009年
7 于雷;鄢炳火;李勇全;;船用核动力装置非能动余热排出系统运行特性研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第3册)[C];2009年
8 王海田;李格;覃世军;;ITER气垫传输车设计与运行初步研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第7册)[C];2009年
9 吴宜灿;FDS团队;;计算机技术在聚变堆设计研究中的应用[A];第十四届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(2)[C];2008年
10 吴宜灿;FDS 团队;;ITER核技术与核安全研究进展[A];第三届反应堆物理与核材料学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 唐涛;锂基陶瓷基态与缺陷性质的第一原理计算及硅酸锂中氘行为的实验研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 师学明;聚变裂变混合能源堆包层中子学概念研究[D];中国工程物理研究院;2010年
3 黄火根;Ti-Zr-Ni(-Pd)二十面体准晶的形成与储氘特性研究[D];中国工程物理研究院;2011年
4 贾小波;聚变堆新型双回路交叉氦冷固态包层概念设计研究[D];清华大学;2007年
5 马续波;聚变—裂变混合堆和压水堆联合循环系统物理特性研究[D];华北电力大学;2012年
6 祁建敏;磁质子反冲谱仪的研制与实验研究[D];清华大学;2011年
7 王明煌;次临界乏燃烧焚烧堆中子学设计研究[D];中国科学技术大学;2012年
8 倪木一;聚变堆燃料循环与氚资源可持续性研究[D];中国科学技术大学;2013年
9 姚勇;热金属水分解动力学及固定床反应器研究[D];中国工程物理研究院;2013年
10 肖成建;锂陶瓷微球释氘行为及其与辐照缺陷的相关性研究[D];中国工程物理研究院;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘佳;非能动安全系统换热器的强化传热方法[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王元;一回路压力安全系统简约化控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 董娜娜;ITER GIS实验测试平台控制系统设计[D];电子科技大学;2011年
4 傅丽莹;ITER纵场磁体超导馈线系统线圈终端盒的设计与分析[D];安徽理工大学;2010年
5 倪陈宵;聚变反应堆超临界水冷包层内对流换热及应力分析研究[D];上海交通大学;2011年
6 朱戈;ITER屏蔽包层导流管管型分析及水力计算[D];华中科技大学;2009年
7 凌新圳;耐高温材料与液态锂铅相容性初步实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
8 陈辉;Er_2O_3防氚渗透涂层的制备及组织结构研究[D];华中科技大学;2011年
9 谭文霞;聚变堆用低活化钢的热处理改性及微观组织和性能研究[D];华中科技大学;2011年
10 殷煜皓;AP1000先进核电厂大破口RELAP5建模及特性分析[D];上海交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭先觉;刘成安;陈银亮;郭勤;尹文华;白云;陈小伟;屈明;;核爆聚变电站──人类未来能源的希望[J];中国工程科学;2008年01期
2 徐銤;;我国快堆技术发展的现状和前景[J];中国工程科学;2008年01期
3 秦振亚,钟大辛;10MW高温气冷实验堆设计[J];高技术通讯;1994年10期
4 魏仁杰,简红兵;托卡马克氦冷板状状件包层聚变-裂变混合堆安全分析[J];核动力工程;1992年06期
5 陈炳德,宗桂芳,李长林;AC600非能动安全系统首期实验研究[J];核动力工程;2000年01期
6 卓文彬,黄彦平;先进堆非能动余热排出系统冷热芯位差阈值研究[J];核动力工程;2002年S1期
7 师学明;彭先觉;;混合能源堆包层中子学初步概念设计[J];核动力工程;2010年04期
8 肖泽军,陈炳德,卓文彬;AC600二次侧非能动余热排出系统应急给水箱注水启动自然循环过渡特性研究[J];核动力工程;1999年01期
9 肖泽军,陈炳德,卓文彬,党岩;AC600二次侧非能动余热排出系统液柱启动自然循环过渡特性研究[J];核动力工程;1999年02期
10 杨耀臣;一种有希望的能源:聚变-裂变混合堆[J];核聚变与等离子体物理;1981年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁明豪;冯雷;周拥辉;于雪良;;AP1000核电厂蒸汽发生器传热管破裂事故的分析研究[J];核安全;2009年04期
2 唐文忠;;带非能动安全系统的一体化船用反应堆研究[J];核工程研究与设计;2003年02期
3 孙林,王力平;有介质包层圆柱形多导体系统及利用局部级数解的数值分析[J];电工技术学报;1996年03期
4 任旭;;AP1000核电站电气设计[J];民营科技;2008年03期
5 陈炼;常华健;李玉全;叶子申;秦本科;;ACME整体性能试验设施工作压力选取方案分析[J];原子能科学技术;2011年10期
6 王学人,黄锦华;TCB混合堆Li自冷包层MHD流动设计[J];核动力工程;1993年06期
7 刘松林,汪卫华,龙鹏程,吴宜灿;聚变发电反应堆双冷液态锂铅包层模块结构设计与分析[J];核科学与工程;2005年01期
8 王红艳;潘效军;唐婵;;圆管内液态金属磁流体的一种迭代数值模拟法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2011年05期
9 姚惠文,卢荣章;存在有耗半空间时介质包层垂直线天线特性分析[J];北京理工大学学报;1988年01期
10 曹栋兴;氘-氚聚变先进燃料循环[J];清华大学学报(自然科学版);1993年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 汪太平;刘晓平;吴宜灿;;包层编码分类计数及其命名方法研究[A];全国第16届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集[C];2004年
2 陈雪源;刘晓平;;在工程模板设计中XML和TXT的性能比较[A];全国第16届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集[C];2004年
3 刘荣;蒋励;王玫;林菊芳;温中伟;鹿心鑫;王大伦;励义俊;;组合装置上~(235)U裂变反应率测量[A];第十二届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];2004年
4 王晓宇;;球形环嬗变堆(CFER-ST)包层冷却管道热工设计与热结构力学分析[A];第一届反应堆物理与核材料学术研讨会论文摘要集[C];2004年
5 冯开明;黄锦华;张国书;胡刚;栗再新;王晓宇;袁涛;陈志;;ITER HC-SB实验包层设计研究进展[A];第一届反应堆物理与核材料学术研讨会论文摘要集[C];2004年
6 张国书;冯开明;李增强;袁涛;;基于氦冷固体增殖包层概念的中国DEMO堆的三维中子学研究[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
7 王红艳;唐婵;毕小龙;;液态金属内部氚气泡的输运和流动的数值模拟[A];第十四届全国核物理大会暨第十届会员代表大会论文集[C];2010年
8 高胜;黄群英;朱志强;陈雅萍;凌新圳;陈云龙;吴宜灿;FDS团队;;CLAM钢在550℃下液态锂铅中腐蚀行为的研究[A];第四届全国反应堆物理与核材料学术研讨会论文集[C];2009年
9 高亚男;肖宏;李振虎;;不锈钢包层钢筋轧制模拟过程中接触面的处理方法[A];第二届层压金属复合材料生产技术开发与应用学术研讨会文集[C];2010年
10 王明煌;蒋洁琼;金鸣;刘金超;陈忠;陈艳;邱岳峰;邹俊;曾勤;吴宜灿;FDS团队;;聚变裂变混合乏燃料燃烧堆(SFB)包层中子学设计与分析[A];第十四届全国核物理大会暨第十届会员代表大会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 郑晓奕 冯源 谭进;三门核电站2号机组提前动工[N];首都建设报;2009年
2 钟阳;我国独立研出核聚变装置核心部件[N];中国企业报;2009年
3 ;我制成核聚变装置核心部件[N];南方日报;2009年
4 记者 宋时飞;三门核电站2号机组提前开工[N];中国经济导报;2009年
5 本报记者  陈静思;非法分包层层扒皮 扒了谁的皮?[N];中华建筑报;2006年
6 任之于;首座快堆并网发电意义非比一般[N];中国工业报;2011年
7 张开逊;回望人类发明之路[N];大众科技报;2005年
8 李启明;核工业西南物理研究院成功探索核废物处理新方法[N];四川科技报;2000年
9 本报记者 崔宏薇;汤紫德:日本核泄漏启示我国应加强核电站对海啸的预防[N];机电商报;2011年
10 记者 陈小妹;我市举办核能发展科普报告会[N];闽东日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 严昆仑;稀土掺杂光学增益器件的研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2012年
2 师学明;聚变裂变混合能源堆包层中子学概念研究[D];中国工程物理研究院;2010年
3 谭晓玲;大模场光纤波导特性的理论研究[D];天津大学;2009年
4 徐新华;光纤光栅光谱特性及其在WDM全光网中的应用研究[D];东南大学;2003年
5 刘学松;基于长周期光纤光栅及非线性效应的多波长光纤激光器的研究[D];上海交通大学;2012年
6 景磊;新型光子晶体光纤气体传感器研究[D];天津大学;2012年
7 苑金辉;光子晶体光纤特性及其应用的研究[D];北京邮电大学;2011年
8 王明煌;次临界乏燃烧焚烧堆中子学设计研究[D];中国科学技术大学;2012年
9 张雅婷;基于光子晶体光纤的表面等离子体传感技术研究[D];华中科技大学;2013年
10 闫云飞;硅基聚合物平面波导光开关[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 喻章程;聚变—裂变混合能源堆非能动安全系统的应用及安全分析[D];清华大学;2013年
2 陈云;芯/包层结构玻璃微纳光纤的模拟、设计和制备[D];南京邮电大学;2013年
3 侯俊;液态金属包层磁流体管流的数值模拟[D];杭州电子科技大学;2013年
4 丁立;基于磁流体和FBG的光纤磁场传感研究[D];武汉理工大学;2012年
5 刘凌寒;塑料光纤连续测量液位传感器[D];吉林大学;2011年
6 王红艳;聚变反应堆包层中液态金属磁流体动力学效应研究[D];合肥工业大学;2003年
7 倪陈宵;聚变反应堆超临界水冷包层内对流换热及应力分析研究[D];上海交通大学;2011年
8 朱晓翔;一维离散纵标输运及燃耗计算程序的开发和应用[D];合肥工业大学;2003年
9 林旭峰;基于硼锗共掺上包层的阵列波导光栅波分复用器件研制[D];浙江大学;2011年
10 刘金超;多功能聚变裂变混合实验堆氦冷包层三维中子学初步设计与分析[D];中国科学技术大学;2011年
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