池式鈉冷快堆固有熱工流體安全特性研究

周志偉,薛秀麗,楊 勇,楊紅義

(中國(guó)原子能科學(xué)研究院,北京 102413)

鈉冷快堆是第4代先進(jìn)反應(yīng)堆中發(fā)展最快、最接近商業(yè)化的快堆,在鈾資源有效利用和核廢料處置方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[1-2],是我國(guó)熱中子堆-快中子堆-聚變堆三步走核電發(fā)展戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)[3]。反應(yīng)堆的安全問(wèn)題是核電發(fā)展的首要問(wèn)題,而鈉冷快堆的固有安全性設(shè)計(jì)與研究是快堆發(fā)展的重要課題之一。對(duì)于反應(yīng)堆固有安全性,有多種不同的表述[4-7]。徐銤院士等[4]提出的表述為,對(duì)一系列可能發(fā)生的事故,反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)可由本身物理特性令其達(dá)到安全狀態(tài),甚至在不采取保護(hù)措施情況下,堆的損傷也不會(huì)擴(kuò)展等。從各種不同表述中可看出,固有安全性的本質(zhì)是當(dāng)反應(yīng)堆出現(xiàn)異常工況時(shí),僅依靠反應(yīng)堆本身內(nèi)在的固有特性這種非能動(dòng)的自我調(diào)節(jié)方式,可使反應(yīng)堆達(dá)到安全狀態(tài)。具有最完善固有安全性的反應(yīng)堆將是未來(lái)核電站的發(fā)展方向[5],因此,鈉冷快堆固有安全性的研究意義重大。

目前對(duì)鈉冷快堆固有安全性的研究基本可分為3個(gè)方面:原理上的定性分析研究、實(shí)堆試驗(yàn)研究以及基于實(shí)堆試驗(yàn)數(shù)據(jù)的程序理論計(jì)算研究。

原理上的定性分析研究,主要研究固有安全特性。徐銤院士[6,8]提出鈉冷快堆具有許多固有安全特性,包括鈉的高熱導(dǎo)率、低壓的鈉系統(tǒng)、鈉對(duì)快堆材料腐蝕甚微、熔融燃料與鈉無(wú)劇烈相互作用、鈉輻照后不產(chǎn)生長(zhǎng)壽命放射性核素、有足夠的運(yùn)動(dòng)黏度和熱膨脹系數(shù)易于設(shè)計(jì)非能動(dòng)事故余熱排出系統(tǒng)等,同時(shí)依此分析了中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆(CEFR)的固有安全特征;俞保安等[5]、楊紅義[7]也提出了類(lèi)似的安全特性,并將提高鈉冷快堆固有安全性的措施歸納為加強(qiáng)負(fù)反應(yīng)性反饋、減小鈉正空泡效應(yīng)、延長(zhǎng)一回路鈉泵惰轉(zhuǎn)時(shí)間、提高自然循環(huán)流量、設(shè)置自作用停堆系統(tǒng)5個(gè)方面[5];徐銤院士等[4]提出鈉冷快堆固有安全性主要體現(xiàn)在3道反射性包容邊界、低的冷卻劑壓力和負(fù)的反應(yīng)性系數(shù)。

實(shí)堆試驗(yàn)研究的主要目標(biāo)是證明反應(yīng)堆的固有安全特性是存在的,反應(yīng)堆是否是固有安全的。如EBR-Ⅱ快堆壽期末的強(qiáng)調(diào)固有安全特性的示范表演[9],人為模擬了全廠斷電事故。試驗(yàn)進(jìn)行了兩次:一次二回路為強(qiáng)迫循環(huán),一次依靠反應(yīng)性反饋實(shí)現(xiàn)停堆且一、二回路均為自然循環(huán)狀態(tài)持續(xù)600 s。結(jié)果表明,反應(yīng)堆由于反應(yīng)性負(fù)反饋?zhàn)饔米孕型６?而溫度卻保持在安全裕度內(nèi),最高冷卻劑出口溫度距離沸騰溫度尚有很大裕度[9-10];鳳凰快堆(Phenix)也在壽期末進(jìn)行了自然循環(huán)試驗(yàn)。試驗(yàn)中,二回路為強(qiáng)迫循環(huán)。試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了溫度的負(fù)反應(yīng)性效應(yīng)這一安全特性,同時(shí)表明在緊急停堆并且無(wú)有效熱阱的情況下,僅靠鈉池?zé)岫栊砸约盁釗p失,鳳凰快堆的自然循環(huán)能夠有效冷卻反應(yīng)堆堆芯[11]。

基于實(shí)堆試驗(yàn)數(shù)據(jù)的程序理論計(jì)算研究,多是開(kāi)發(fā)或利用系統(tǒng)程序,先采用EBR-Ⅱ或鳳凰快堆實(shí)堆試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,再依據(jù)程序計(jì)算結(jié)果研究EBR-Ⅱ或鳳凰快堆或其他堆的固有安全性。王武軍等[12]、單建強(qiáng)等[13]利用系統(tǒng)分析程序LOHS和NATDEMO,郭超等[14]利用針對(duì)鈉池溫度計(jì)算不準(zhǔn)確問(wèn)題開(kāi)發(fā)的兩區(qū)模型的SAC程序,分別計(jì)算驗(yàn)證了EBR-Ⅱ試驗(yàn)時(shí)反應(yīng)堆是固有安全的;王武軍同時(shí)指出,鈉池在整個(gè)系統(tǒng)中起著重要作用,它降低了堆芯入口溫度,且池式快堆的安全性高于回路式堆;梁繼越等[15]利用SAS4A程序?qū)EFR進(jìn)行系統(tǒng)建模分析,驗(yàn)證了CEFR在無(wú)保護(hù)失流工況下可依靠其負(fù)反饋停堆,并能建立起穩(wěn)定的自然循環(huán)從而導(dǎo)出堆芯余熱;Bochkareva等[16]開(kāi)發(fā)了適用于俄BN系列鈉冷快堆非能動(dòng)余熱排出能力評(píng)價(jià)分析的熱工水力模型。在采用鳳凰快堆試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證后,該程序被用于評(píng)估反應(yīng)堆的熱物理和結(jié)構(gòu)參數(shù),以及其他所選技術(shù)對(duì)堆容器內(nèi)和余熱排出系統(tǒng)中間回路的自然對(duì)流、通過(guò)堆容器傳熱的非能動(dòng)排熱效率的影響,以在反應(yīng)堆概念設(shè)計(jì)階段制定對(duì)有關(guān)設(shè)備參數(shù)的建議和要求,達(dá)到提高反應(yīng)堆固有安全性的目的。

分析固有安全性的本質(zhì),對(duì)鈉冷快堆固有安全研究的關(guān)注點(diǎn)應(yīng)在自停堆能力和余熱排出過(guò)程中堆內(nèi)溫升的抑制能力,這也是調(diào)研中人們研究的重點(diǎn)。對(duì)于后者,具體關(guān)注點(diǎn)主要在于反應(yīng)堆在喪失強(qiáng)迫流量下,堆芯緊密排列的幾百盒燃料組件中多達(dá)數(shù)萬(wàn)根燃料棒的余熱能否被及時(shí)排出,確保燃料棒的包殼溫度不超過(guò)安全限值。本文將以池式鈉冷快堆為研究對(duì)象,論證其非常重要的一個(gè)固有安全特性——事故初期固有的熱工流體安全特性,該特性可作為緊急停堆初期堆芯余熱排出的有效熱阱,保證堆芯安全。

池式鈉冷快堆的堆容器內(nèi)設(shè)備眾多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,使堆內(nèi)流道繁多而尺度跨度大;加上自然循環(huán)物理現(xiàn)象本身的復(fù)雜性,導(dǎo)致堆容器內(nèi)余熱排出過(guò)程的模擬計(jì)算,尤其是最為復(fù)雜卻最被關(guān)注的堆芯燃料棒包殼溫度的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)難度非常大(目前國(guó)內(nèi)鈉冷快堆事故余熱排出能力分析程序尚待安審部門(mén)認(rèn)可)。基于此,本文將從原理性分析和最具說(shuō)服力的自然循環(huán)實(shí)堆數(shù)據(jù)出發(fā),結(jié)合鈉模擬臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)和兩種系統(tǒng)程序的計(jì)算分析,對(duì)池式鈉冷快堆的固有熱工流體安全特性進(jìn)行論證,并分析闡明該特性在緊急停堆后余熱排出過(guò)程中作為初期熱阱的重要作用。

1 固有熱工流體安全特性及其形成機(jī)理

池式鈉冷快堆一般的工作溫度及相關(guān)鈉物性列于表1,一回路的一般布置如圖1所示。

a——BN-600快堆[18];b——鳳凰快堆[11]圖1 池式鈉冷快堆一回路的一般布置Fig.1 General layout of pool-type sodium-cooled fast reactor’s primary circuit

表1 鈉冷快堆一般的工作溫度及相關(guān)鈉物性[17]Table 1 Sodium general working temperature in fast-reactors and related properties[17]

液態(tài)鈉有很大的熱導(dǎo)率,是壓水堆運(yùn)行工況下水熱導(dǎo)率的120倍以上,可使燃料棒熱量被及時(shí)快速的傳遞。加上異常情況下冷卻劑鈉從工作溫度到沸點(diǎn)高于300 ℃的溫升空間,結(jié)合池式堆容器內(nèi)百?lài)嵣踔燎嵗鋮s劑,使反應(yīng)堆具有相當(dāng)大的熱容作為緊急停堆后堆芯余熱排出的初始熱阱,使堆芯溫升緩慢,不易過(guò)熱;同時(shí),鈉的運(yùn)動(dòng)黏度不大,流動(dòng)性好,加上體脹系數(shù)尚可,本身利于在一定溫差下建立自然循環(huán)和自然對(duì)流[19],結(jié)合池式堆將堆芯沉在容器底部,而換熱器設(shè)置在熱池高位且部分處于冷池的布置,使容器內(nèi)的鈉易于形成自然循環(huán)流動(dòng)以及時(shí)排出堆芯熱量。

綜上,鈉的優(yōu)良物性(導(dǎo)熱好、常壓下熔點(diǎn)與沸點(diǎn)相差較大、流動(dòng)性好)結(jié)合池式堆的合理設(shè)計(jì)(大容量、換熱器和冷池與堆芯的位差布置等),使池式鈉冷快堆具有了固有熱工流體安全特性:堆容器內(nèi)的鈉和金屬構(gòu)件可作為緊急停堆后堆芯余熱的初始熱阱,堆芯熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)及自然循環(huán)被及時(shí)傳遞到冷熱鈉池內(nèi),保證了事故初期堆芯的安全。在后期,隨著池內(nèi)溫差的減小,熱傳導(dǎo)及自然循環(huán)流動(dòng)減弱,如堆容器外部有效熱阱一直未能建立,池內(nèi)溫度會(huì)一直上升。原則上,在池內(nèi)溫度上升到安全限值之前,建立堆容器外部有效熱阱,如專(zhuān)門(mén)的余熱排出系統(tǒng)或相匹配的堆容器常規(guī)散熱項(xiàng),使堆內(nèi)溫度處于下降趨勢(shì)即可。

顯然,與該特性相關(guān)的關(guān)鍵參數(shù),包括與導(dǎo)出熱量相關(guān)的鈉裝量、堆芯功率分布、堆內(nèi)溫度分布等;與自然循環(huán)流動(dòng)形成相關(guān)的堆芯和換熱器位差、流道結(jié)構(gòu)阻力等。該特性?xún)H與堆容器內(nèi)的狀況有關(guān),同時(shí),鈉裝量越大、堆芯與換熱器位差越大、流道阻力越小等情況下,固有熱工流體安全特性越好。表2所列是CEFR與同系列BN-600部分參數(shù)的對(duì)比,從中可看出,假設(shè)兩堆溫度限值相近,則CEFR的該特性要好于BN-600。

表2 CEFR和BN-600的固有熱工流體安全特性的比較Table 2 Comparison of inherent thermal-hydraulic safety characteristics between CEFR and BN-600

2 整體性論證

本節(jié)從自然循環(huán)實(shí)堆數(shù)據(jù)出發(fā),結(jié)合可給出更多傳熱細(xì)節(jié),且接近實(shí)際工況的池式鈉冷快堆額定功率運(yùn)行時(shí)典型的全場(chǎng)斷電工況的模擬計(jì)算,從整體上論證該特性是存在的。

2.1 利用實(shí)堆數(shù)據(jù)的論證

目前已完成的BN-600、鳳凰快堆的自然循環(huán)試驗(yàn)均很好的證明了該特性:在堆本體無(wú)有效熱阱情況下,切泵5 min后反應(yīng)堆一回路建立了穩(wěn)定的自然循環(huán),堆芯溫升得到有效抑制。

1) BN-600首次自然循環(huán)試驗(yàn)

如圖2所示,試驗(yàn)初始工況為2.65%額定功率、25%額定流量的穩(wěn)定運(yùn)行。在降低功率及切除一、二回路主泵5 min后,堆芯出口溫度達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài),一回路中建立了穩(wěn)定的自然循環(huán)[20]。該過(guò)程中,由于初始溫升低,二回路未實(shí)現(xiàn)自然循環(huán),即堆本體無(wú)有效熱阱。

圖2 BN-600首次自然循環(huán)試驗(yàn)關(guān)鍵參數(shù)的變化Fig.2 Key parameter changes at the first natural circulation test of BN-600 reactor

2) 鳳凰快堆自然循環(huán)試驗(yàn)

試驗(yàn)的初始狀態(tài)為34.29%額定功率運(yùn)行,3臺(tái)一回路主泵350 r/min、2臺(tái)二回路主泵390 r/min。試驗(yàn)主要?jiǎng)幼髁杏诒?,主要溫度試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示[10]。

圖3 鳳凰快堆自然試驗(yàn)中關(guān)鍵溫度的變化Fig.3 Key parameter changes in Phenix reactor natural convection test

表3 鳳凰快堆自然循環(huán)試驗(yàn)的主要?jiǎng)幼鱐able 3 Main actions of natural circulation test of Phenix reactor

對(duì)比停泵后中間熱交換(IHX)一、二次側(cè)入口溫度,可發(fā)現(xiàn),在提供數(shù)據(jù)的約500 s內(nèi),兩者相差在10 ℃左右,該端差很小,因此通過(guò)IHX的換熱有限,即堆本體無(wú)有效熱阱。試驗(yàn)中,緊急停堆和切斷一回路主泵5 min后,堆芯出口溫度達(dá)到峰值后開(kāi)始下降,即自然對(duì)流的建立是快速而有效的。

2.2 利用程序預(yù)測(cè)計(jì)算的論證

1) 計(jì)算條件

對(duì)布置如圖4的較典型的池式鈉冷快堆(裝量功率比約1 t/MW)進(jìn)行額定功率運(yùn)行時(shí)緊急停堆后堆芯余熱排出工況計(jì)算。該快堆在一回路布置了非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)(DHRS),在事故緊急停堆后,堆芯余熱依次利用盒內(nèi)和盒間鈉、獨(dú)立熱交換器(DHX)、空冷器(AHX)和煙囪,先后被傳遞到冷熱鈉池、DHRS中間回路和最終熱阱——大氣。

圖4 用于計(jì)算分析的反應(yīng)堆一回路布置及事故余熱排出系統(tǒng)作用示意圖Fig.4 Layout diagram of reactor primary circuit and schematic diagram of DHRS function for calculation and analysis

對(duì)全場(chǎng)斷電合并空冷器風(fēng)門(mén)不能打開(kāi)(工況1,無(wú)有效熱阱)及停堆即開(kāi)啟所有空冷器風(fēng)門(mén)(工況2,通過(guò)DHRS建立熱阱)的兩個(gè)工況進(jìn)行對(duì)比計(jì)算。計(jì)算中,IHX二次側(cè)在二回路主泵惰轉(zhuǎn)為零后保守處理取為絕熱。

2) 計(jì)算分析程序

采用自主開(kāi)發(fā)的ERAC和較通用的RELAP5兩個(gè)系統(tǒng)程序進(jìn)行計(jì)算分析。其中,ERAC程序是專(zhuān)門(mén)為用于我國(guó)鈉冷快堆緊急停堆后堆芯余熱排出能力分析評(píng)價(jià)而開(kāi)發(fā),它適用于包括盒間流在內(nèi)的池式快堆堆內(nèi)自然循環(huán)現(xiàn)象的計(jì)算分析,已采用EBR-Ⅱ和鳳凰快堆自然循環(huán)國(guó)際基準(zhǔn)例題、部分針對(duì)性自然循環(huán)水臺(tái)架及機(jī)理性鈉臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果符合良好,目前正待安審部門(mén)的審查及認(rèn)可。

3) 計(jì)算結(jié)果與分析

采用ERAC程序的詳細(xì)計(jì)算結(jié)果示于圖5、6。

圖5 堆芯及堆容器排熱情況分析Fig.5 Thermal balance analysis of reactor vessel and core

對(duì)于工況1,如圖5所示,停堆后約300 s時(shí),堆芯盒內(nèi)、盒間流帶出的熱量已相對(duì)穩(wěn)定;約1 300 s后,盒間、盒內(nèi)流可帶出全部堆芯產(chǎn)熱。如圖6所示,在整個(gè)計(jì)算時(shí)長(zhǎng)內(nèi),溫度最低的冷池鈉溫一直在上升;計(jì)算后期,熱池、堆芯溫度開(kāi)始很緩慢上升;堆內(nèi)溫度低于安全限值,且裕度較大。上述結(jié)果表明,通過(guò)反應(yīng)堆的固有熱工流體安全特性——鈉的良好導(dǎo)熱性能及由堆本體布置所形成的自然循環(huán)流量,在事件早期,堆芯熱量被及時(shí)帶出到了熱池、冷池中,冷池溫度持續(xù)上升。因堆容器外的有效冷阱一直未能建立,冷池溫度上升到一定程度后,熱池、堆芯出口溫度開(kāi)始上升,不過(guò)因裝量功率較大,上升很緩慢。原則上,在各溫度上升到設(shè)定限值之前,建立堆容器外部有效熱阱使堆內(nèi)溫度處于下降趨勢(shì),即可保證堆的安全。

圖6 典型位置溫度分析Fig.6 Analysis of temperature at typical locations

對(duì)比工況1、2,如圖5所示,堆芯熱量由盒內(nèi)、盒間鈉流共同作用、相互配合帶出;DHRS啟用后600 s內(nèi),排熱達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。如圖6所示,在緊急停堆后約2 000 s內(nèi),堆芯出口、最高包殼溫度曲線相差不大,表明采用該DHRS建立堆芯的外部有效熱阱,至少需要2 000 s。這是因?yàn)镈HX出口距堆芯較遠(yuǎn),其出口冷鈉影響到堆芯內(nèi)部需要時(shí)間較長(zhǎng)。但在2 000 s前,反應(yīng)堆固有的熱工流體安全特性可作為堆芯的有效熱阱,抑制堆芯溫度上升,保證堆芯安全。

RELAP5程序計(jì)算的兩工況堆內(nèi)溫度都低于安全限值,其中最關(guān)注的包殼最高溫度在約2 500 s內(nèi)差別不大,如圖7所示。因計(jì)算結(jié)論與ERAC大體一致,此處不再贅述。

圖7 采用RELAP5計(jì)算的最高包殼溫度Fig.7 Maximum cladding temperatures calculated using RELAP5 code

另外,采用ERAC和CEFR專(zhuān)用系統(tǒng)程序?qū)EFR進(jìn)行了類(lèi)似計(jì)算。計(jì)算結(jié)果體現(xiàn)的規(guī)律與上述核電站基本一致,只是因CEFR具有非常好的固有熱工流體安全特性(裝量功率比非常大,4 t/MW),因此在計(jì)算的30 000 s內(nèi),堆芯最高溫度低于額定運(yùn)行溫度,且DHRS是否投入對(duì)堆芯溫度影響不大,同時(shí),在計(jì)算后期堆芯溫度、熱池平均溫度仍處于穩(wěn)定的持續(xù)下降趨勢(shì),而冷池溫度上升速度相對(duì)也要緩慢的多。

3 形成機(jī)理的論證分析

本節(jié)采用實(shí)堆數(shù)據(jù)結(jié)合可測(cè)量到組件模擬件內(nèi)部溫度的機(jī)理性鈉臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù),分析到堆芯內(nèi)部,給出鈉冷快堆自然循環(huán)工況下堆芯熱量不聚集在堆芯中心位置、組件熱量不聚集在活性段的表現(xiàn)并論證其形成原因。

1) 實(shí)堆試驗(yàn)數(shù)據(jù)

鳳凰快堆在每盒燃料組件出口均布置有熱電偶,因此試驗(yàn)獲得了更全面、準(zhǔn)確的堆芯溫度情況。

由圖3b中各類(lèi)組件出口溫度之差僅略大于停堆前,結(jié)合試驗(yàn)中自然循環(huán)階段啟泵獲得的自然循環(huán)最初幾分鐘內(nèi)活性區(qū)出口溫度與測(cè)量值相差30 ℃[11]的結(jié)果,可分析得出:堆芯徑向并未形成大的溫差幅度,即堆芯熱量并未聚集在堆芯中心位置,同時(shí),組件熱量也未聚集在活性段。

2) 鈉機(jī)理性臺(tái)架試驗(yàn)部分?jǐn)?shù)據(jù)

為研究鈉冷快堆堆芯和組件自然循環(huán)熱工特性而建立的機(jī)理性鈉試驗(yàn)臺(tái)架,近似矩形布置,采用了9列組件模擬件模擬堆芯的徑向分布。其中緊靠一側(cè)的6列可加熱組件模擬件用于模擬各發(fā)熱組件,其包含37、19、7棒完整組件模擬件各2、2、5盒。組件模擬件盒對(duì)邊距與典型快堆核電站組件尺寸近1∶2,其中含37棒組件的模擬棒與典型快堆燃料棒直徑、高度近1∶1。

選取了兩組試驗(yàn)進(jìn)行結(jié)果對(duì)比。兩組試驗(yàn)中,緊靠一側(cè)的3列組件模擬件被加熱,功率比約為0.56∶1.00∶0.57。兩組試驗(yàn)的主要區(qū)別在于是否有開(kāi)啟盒間流外部來(lái)源模擬通道。試驗(yàn)1因無(wú)盒間流外部來(lái)源,與BN-600和鳳凰快堆的堆芯盒間流態(tài)更為接近。

試驗(yàn)結(jié)果列于表4。對(duì)于試驗(yàn)1,中間高功率組件的產(chǎn)熱通過(guò)盒壁傳出占比約為36%,其中約18.8%傳遞給了相鄰組件;對(duì)于試驗(yàn)2,因具有較大盒間流,3列組件均通過(guò)盒壁向盒間鈉傳熱,其中中間組件傳熱占比高達(dá)51.6%。兩組試驗(yàn)中,3列組件盡管功率相差較大,但出口溫度均相差不大。

表4 穩(wěn)態(tài)自然循環(huán)狀態(tài)下盒壁傳熱對(duì)組件出口溫度的影響Table 4 Effect of heat transfer through wrappers on assembly simulator outlet temperatures under stable natural circulation state

3) 數(shù)據(jù)分析小結(jié)

分析鳳凰快堆和鈉臺(tái)架試驗(yàn)中自然循環(huán)工況下堆芯熱量被及時(shí)排出原因?yàn)?鈉優(yōu)良的導(dǎo)熱性能加上盒內(nèi)盒間鈉形成的自然循環(huán)流動(dòng),使各組件通過(guò)組件盒壁和組件盒間鈉建立有效的換熱關(guān)系:在該換熱關(guān)系作用下,組件熱量被盒內(nèi)、盒間鈉共同作用帶出,同時(shí)一定程度上拉平了各組件出口溫差,拉低了堆芯峰值溫度。

4 結(jié)論

本文提出池式鈉冷快堆具有固有熱工流體安全特性,該特性由鈉的優(yōu)良物性結(jié)合池式堆的合理設(shè)計(jì)而具有,經(jīng)分析、論證研究后形成如下結(jié)論。

1) 對(duì)于堆芯組件,鈉優(yōu)良的導(dǎo)熱性能和盒內(nèi)、盒間鈉形成的自然循環(huán)流動(dòng),使各組件通過(guò)組件盒壁和盒間鈉建立有效的換熱關(guān)系,一方面組件熱量被盒內(nèi)和盒間鈉共同作用帶出,另一方面一定程度上拉平了各組件的出口鈉溫差,拉低了堆芯峰值溫度。

2) 在事故緊急停堆初期,池式鈉冷快堆可以?xún)H依靠固有熱工流體特性保證反應(yīng)堆的堆芯安全,后期只需在堆內(nèi)溫度上升到安全限值前建立堆外有效熱阱即可。有效熱阱可以是專(zhuān)門(mén)布置的DHRS,也可以是堆容器常規(guī)熱損失項(xiàng)。

3) 對(duì)于將換熱器布置在熱池或冷池的典型事故余熱排出系統(tǒng),其啟動(dòng)到對(duì)堆芯發(fā)揮冷卻效應(yīng)需要相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間,此時(shí)段內(nèi)需依賴(lài)反應(yīng)堆固有的熱工流體安全特性來(lái)確保堆芯安全。