小型堆二次側非能動余熱排出系統特性計算分析

董博通 肖瑤, 李俊龍 徐子伊 劉茂龍 劉利民 傅俊森 顧漢洋

1（上海交通大學 智慧能源創新學院 上海 200240）

2（上海交通大學 機械與動力工程學院 上海 200240）

非能動余熱排出系統（Passive Residual Heat Removal System，PRHRS）根據系統的配置而位置不同，目前有與主回路連接和與蒸汽發生器二次側回路連接兩種［1］。AP1000［2］、CAP1400［3］等的PRHRS與主回路相連接，APR+［4］、AC600［5］、CPR1000［6］、HPR1000［7］等的PRHRS與蒸汽發生器二次側相連接。由于模塊化小型反應堆主回路參數與空間限制，其PRHRS與蒸汽發生器二次側回路相連接。

目前，國內外針對PRHRS開展了大量的研究，其中通過CPR1000的PRHRS設計與瞬態分析［8］、APR+的PRHRS數值分析［4］、針對鉛冷快堆設計了獨立換熱器作為PRHRS并運用RELAP5進行了計算驗證［9］、實驗研究了管道破裂期間的PRHRS性能［10］，以及在安全事故發生后，對反應堆的自然循環特性進行了實驗研究［11］等，均表明了PRHRS具有固有安全性、靈活性等優點。

PRHRS作為反應堆安全系統的重要組成部分，目前針對與蒸汽發生器二次側連接的PRHRS實驗研究中蒸汽大多是通過電加熱方式產生［7，12］，相關數值模擬也是直接采取對蒸汽發生器（Steam Generator，SG）直接加熱，與現實情況存在偏差，首先采用電加熱方式只能給定功率，在該模式下蒸汽發生器的載熱功率一定是與該功率達到平衡狀態，也就是說，蒸汽發生器的載熱功率必定與電加熱功率達到平衡，無法真實反應非能動余熱排出系統的實際載熱能力。另外，電加熱方式只提供蒸汽發生器的加熱功率，無法反映堆芯冷卻的實際過程，如堆芯冷卻過程中其質量流量、溫度等是一個變化過程［13］。……