核主泵非穩態運行工況下瞬變特性及機理的研究

《核主泵非穩態運行工況下瞬變特性及機理的研究》是依託上海交通大學，由高紅擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：核主泵非穩態運行工況下瞬變特性及機理的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：高紅
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

本項目從系統理論研究的角度，對於多環路壓水反應堆冷卻系統，提出各個環路核主泵分別在同時斷電、部分斷電及相繼斷電而惰轉的過程中系統流動瞬變及核主泵惰轉瞬態特性的系統模型。建立核主泵不同斷電過程中系統冷卻劑與主泵在慣性作用下堆芯流量衰減與系統參數、主泵參數的關係式，建立核主泵不同斷電過程中惰轉特性的關係式及與主泵設計參數的關係。提出核主泵啟動過程中反應堆冷卻系統流動瞬變及核主泵啟動瞬態特性的系統模型，建立核主泵啟動過程中冷卻劑在慣性與離心力作用下堆芯流量瞬變與系統參數、主泵參數的關係式，建立核主泵啟動瞬態特性關係式及與主泵設計參數的關係。研究核主泵的轉動慣量、系統冷卻劑慣性、機械損失對堆芯流量和主泵惰轉轉速、慣性壓頭、慣性流量的影響。研究主泵斷電惰轉和啟動瞬態過程中流量、轉矩、壓頭與瞬態轉速的關係。研究核主泵的轉動慣量、系統冷卻劑慣性對主泵啟動壓頭、啟動轉矩、啟動流量和轉速及堆芯流量的影響。

結題摘要

當前我國核電的發展形勢，核主泵的國產化自主化設計製造，需要做一些服務於設計製造的基礎的科學問題的研究。本項目從反應堆冷卻系統基礎理論研究的角度出發，研究核主泵瞬變工況下核主泵瞬態特性及堆芯流量瞬變的研究。從系統理論的角度，提出了反應堆冷卻系統核主泵啟動瞬變工況下主泵瞬態特性的數學模型，建立核主泵啟動無量綱轉速和流量特性關係式，建立了核主泵啟動總的無量綱瞬變壓頭、加速壓頭和克服摩擦的壓頭特性關係式，建立核主泵啟動無量綱加速冷卻劑轉矩，加速核主泵轉動部分轉矩和克服冷卻劑摩擦轉矩特性關係式。研究了系統參數、冷卻劑慣性及主泵轉動慣量對主泵啟動轉速、流量、壓頭和轉矩的影響。提出了反應堆冷卻系統核主泵斷電瞬態特性及堆芯流量的數學模型，建立了主泵斷電惰轉轉速及流量與系統參數及主泵設計參數的無量綱關係式，研究了系統無量綱參數、冷卻劑慣性及主泵轉動慣量對主泵斷電惰轉轉速及流量的影響。與秦山和大亞灣主泵斷電惰轉實驗曲線進行了比較，包括流量和轉速曲線進行了比較，亦與Yokomura發表的研究型反應堆實驗泵的惰走試驗結果進行比較，與Tsukamoto的試驗泵啟動流量、轉速和壓頭進行了比較，結果非常吻合，證明所建立的主泵啟動和斷電非穩態特性關係式的正確性。上述建立的特性關係式沒有採用離心泵特性關係式，上述變數全部無量綱化，對於設計新型壓水堆冷卻系統和核主泵均適用，不僅僅適用於壓水堆冷卻系統，對於水壓閉環系統瞬變特性的分析亦適用。為我國核主泵及壓水堆冷卻系統自主設計及製造提供理論依據。