核反应堆的分类

核反应堆的分类

第四代反应堆是未来的系统，无论是从反应堆还是从燃料循环方面都将有重大的革新和发展。作为2000年美国能源部(DOE)发起倡议的继续，2001年成立了第四代反应堆国际论坛(GIF)，参加方有：阿根廷、巴西、即拿大、法国、日本、韩国、南非、瑞士、英国和美国。第四代反应堆概念与前几代完全不同，必须以大量的技术进步为前提。对这些系统的研究才刚刚开始。概念可行性研究结束后，对第四代系统的研究将进入技术和经济性论证阶段。目标是获得工业上成熟的第四代核系统，根据市场情况，2035年可能开始实现首批工业应用。10兆瓦高温气冷实验反应堆项目，在2007年2月27日举行的国家科技奖励大会上，获得了国家科技进步一等奖。这个反应堆的建造，使我国掌握了模块式球床高温气冷堆的核心技术、设计技术和系统集成技术，在第四代核反应堆技术中占得先机。10兆瓦高温气冷实验反应堆是国家863计划的重点项目，从研究设计到建成历时17年，总投资为2.75亿元，工程包括了反应堆、蒸汽发电等34个系统。有关专家认为，模块式高温气冷堆具有第四代核反应堆特性，是能够适应未来能源市场需要的先进堆型。除了安全性好，效率高，它还可以提供900℃以上的高温热源，除了高效发电外，还可以用于水热裂解制氢，为未来氢能时代提供清洁能源。10兆瓦高温气冷实验反应堆项目取得了六项创新成果，包括：成功建成世界上首座具有固有安全特性的模块式球床高温气冷堆；世界上首次在反应堆上成功完成严重事故工况下固有安全性

验证实验；建成球形燃料元件生产线，制备出国际先进水平的包覆颗粒燃料元件；发明脉冲气动排球装置，攻克球床堆关键技术，实现燃料元件连续装卸；在国内率先研制成功反应堆全数字化保护系统，并成功用于反应堆运行；自主研制成功主氦风机，攻克关键的氦技术。鉴于高温气冷堆具有良好的发展前景，中国华能集团公司、中国核工业建设集团公司和清华大学将合作建造一座20万千瓦级模块式球床高温气冷堆示范电站，厂址选择在山东荣成。

RELAP5程序是美国INEL实验室研制的通用系统瞬态行为分析程序。该程序的发展经历了下面几个过程：1966年RELAPSE(Reactor Leak and Power Safety Excursion)；1968年RELAP2(RELAP=Reactor Excursion and Leak Analysis Program)；1971年RELAP3；1975年RELAP4；上述程序的两相流处理均基于均匀平衡模型，该模型上的最后版本是1980年的RELAP4/MOD7。在这之后，发展了两流体、非均匀、非平衡的两相流模型，克服了单流体模型的限制，发展了RELAP5程序，到1995年，有了RELAP5/MOD2版本，在这基础上，通过改进和延伸建立了RELAP5/MOD3程序，它对压水堆热工水力分析又很多特殊的功能，比如有离心泵模型、阻塞流、控制系统、衰变热、带有反应性反馈的动力学、各种阀门等等。

RELAP5程序基于一维瞬态、两流体、六方程水力学和一维热传导及点堆动力学模型。该程序除拥有泵、导管、阀门、喷射泵、透平、分离器和控制系统部件等通用部件模型外，还包括再淹没传热、气隙导热、壅塞流、非凝气体等特殊过程模型。

该程序可用来模拟轻水堆系统的LOCA、ATWS、SGTR、MSLB、LOFW等事故及某些水蒸气系统的热工水力瞬态性状，是目前物理模型较完善的大型程序之一。

2008年12月，中广核仿真技术有限公司和中广核工程公司签订协议，承担研发宁德核电站一期工程全范围仿真机项目。

该项目仿真对象是宁德核电站一期（2×1000MW）1号机组，FCD时间2008年4月15日，参考机组首炉装料时间2012年7月1日（FCD+50.5），商业运行时间2012年12月16日（FCD+56），堆型为压水堆CPR1000，Safety DCS系统为M ELTAC（日本三菱电机MELCO），Non-safety DCS是HOLLiAS（北京广利核公司CTEC），东方电气提供1000MW半速汽轮机，汽轮机控制系统为P320。

仿真过程模型在3KeyMaster平台下开发研制，集成了包括反应堆中子物理计算（NESTLE）及反应堆热工水力计算（REL AP5-RT），流体网络建模（FlowBase），教练员站工具（GES）通用设备建模（Component），逻辑组态建模（Logic），电气网络建模（Electrical）。DCS的逻辑及MMI画面均采用虚拟DCS系统，汽轮机控制系统采用组态翻译方式进行仿真，电站后备盘台采用与现场1：1方式实现。全范围模拟机的配置管理系统采用3KEYSafe系统

宁德核电站一期工程全范围模拟机项目是中广核集团首个国产化的模拟机项目，目前已经顺利完成了项目的初步设计、详细设计、系统动态特性测试、分系统测试、过程模型的分部集成及核岛、常规岛、电气系统及其余辅助系统的总集成，

正进行虚拟DCS系统的集成测试工作。整个项目按照合同要求高效率高质量的逐次完成每个既定里程碑节点，正朝着首个国产化核电项目的顺利投运稳步前行。