反应堆发生严重事故后,将堆芯熔融物滞留在压力容器内的策略(In-vessel Retention,IVR)是作为缓解严重事故的一项重要措施,该策略已成功应用于AP1000、华龙一号和CAP1400等先进压水堆的严重事故管理中。在实施IVR策略时,下封头受到高温...反应堆发生严重事故后,将堆芯熔融物滞留在压力容器内的策略(In-vessel Retention,IVR)是作为缓解严重事故的一项重要措施,该策略已成功应用于AP1000、华龙一号和CAP1400等先进压水堆的严重事故管理中。在实施IVR策略时,下封头受到高温熔融物的热负荷会发生变形,下封头的变形改变堆腔的冷却流道,这会直接影响压力容器外部冷却的排热能力和IVR策略的成功实施,有必要对下封头变形展开研究和应用。针对ISAA(Integrated Severe Accident Analysis)程序LHTCM(Lower Head Thermal Creep Module)模型简化薄膜应力模型十分简单和缺乏计算变形模块的问题,本文从机理出发,基于Timoshenko板壳理论、Nortron蠕变定律和大变形塑性理论开发了机理模型—下封头大变形模型,并将该模型集成到一体化严重事故分析程序ISAA中对FOREVER-EC2实验进行应用,预测失效时间与实验的误差仅为1.9%,预测底部伸长量与实验测量值较为符合,破口位置与实验一致。分析结果表明该模型能准确预测在堆芯熔化严重事故中下封头所受应力、失效时间、整体形变和破口位置。展开更多
在发生反应堆严重事故时,熔融物堆内滞留(In-Vessel Retention,IVR)是一种非常有效和重要的严重事故缓解措施。反应堆压力容器下封头对于IVR策略的成功实施具有重要的作用。在IVR发生过程中,下封头处于高温环境中,其主要失效形式为蠕变...在发生反应堆严重事故时,熔融物堆内滞留(In-Vessel Retention,IVR)是一种非常有效和重要的严重事故缓解措施。反应堆压力容器下封头对于IVR策略的成功实施具有重要的作用。在IVR发生过程中,下封头处于高温环境中,其主要失效形式为蠕变失效。下封头一旦发生失效则有可能导致放射性物质释放到环境中。因此,为了确保IVR策略的成功实施,防止放射性物质泄漏,有必要开发一种有效的反应堆压力容器下封头的热蠕变模型从而对下封头进行深入分析。本文应用薄壳理论并结合诺顿-贝利蠕变方程开发了LHTCM(Lower Head Thermal Creep Module)模型,并使用四种失效准则分别对下封头的完整性进行评估。最终将LHTCM模型集成到一体化严重事故分析程序ISAA中对OLHF(OECD Lower Head Failure)实验进行了验证计算。通过对LHTCM模型中四种失效准则的分析,最终采用Larson-Miller准则的LHTCM模型预测的下封头失效时间与实验数据的相对误差仅在2.0%以内,并且其预测的下封头最底部伸长量与Kachanov准则等其他三种判据相比更加符合实验结果。结果表明:本文开发的LHTCM模型能够准确地预测下封头的蠕变行为,所计算的下封头失效时间、位置以及底部伸长量等与实验结果符合很好。展开更多
文摘反应堆发生严重事故后,将堆芯熔融物滞留在压力容器内的策略(In-vessel Retention,IVR)是作为缓解严重事故的一项重要措施,该策略已成功应用于AP1000、华龙一号和CAP1400等先进压水堆的严重事故管理中。在实施IVR策略时,下封头受到高温熔融物的热负荷会发生变形,下封头的变形改变堆腔的冷却流道,这会直接影响压力容器外部冷却的排热能力和IVR策略的成功实施,有必要对下封头变形展开研究和应用。针对ISAA(Integrated Severe Accident Analysis)程序LHTCM(Lower Head Thermal Creep Module)模型简化薄膜应力模型十分简单和缺乏计算变形模块的问题,本文从机理出发,基于Timoshenko板壳理论、Nortron蠕变定律和大变形塑性理论开发了机理模型—下封头大变形模型,并将该模型集成到一体化严重事故分析程序ISAA中对FOREVER-EC2实验进行应用,预测失效时间与实验的误差仅为1.9%,预测底部伸长量与实验测量值较为符合,破口位置与实验一致。分析结果表明该模型能准确预测在堆芯熔化严重事故中下封头所受应力、失效时间、整体形变和破口位置。
文摘在发生反应堆严重事故时,熔融物堆内滞留(In-Vessel Retention,IVR)是一种非常有效和重要的严重事故缓解措施。反应堆压力容器下封头对于IVR策略的成功实施具有重要的作用。在IVR发生过程中,下封头处于高温环境中,其主要失效形式为蠕变失效。下封头一旦发生失效则有可能导致放射性物质释放到环境中。因此,为了确保IVR策略的成功实施,防止放射性物质泄漏,有必要开发一种有效的反应堆压力容器下封头的热蠕变模型从而对下封头进行深入分析。本文应用薄壳理论并结合诺顿-贝利蠕变方程开发了LHTCM(Lower Head Thermal Creep Module)模型,并使用四种失效准则分别对下封头的完整性进行评估。最终将LHTCM模型集成到一体化严重事故分析程序ISAA中对OLHF(OECD Lower Head Failure)实验进行了验证计算。通过对LHTCM模型中四种失效准则的分析,最终采用Larson-Miller准则的LHTCM模型预测的下封头失效时间与实验数据的相对误差仅在2.0%以内,并且其预测的下封头最底部伸长量与Kachanov准则等其他三种判据相比更加符合实验结果。结果表明:本文开发的LHTCM模型能够准确地预测下封头的蠕变行为,所计算的下封头失效时间、位置以及底部伸长量等与实验结果符合很好。
