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重大专项课题“CAP1400非能动安全壳冷却系统 性能研究及试验”通过正式验收

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重大专项课题“CAP1400非能动安全壳冷却系统 性能研究及试验”通过正式验收

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院内新闻
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来源:
2018/04/26 01:53
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  2018年4月25至26日,由国家电投中央研究院国核华清(北京)核电技术研发中心有限公司(以下简称“国核华清”)联合承担的大型先进压水堆核电站重大专项“CAP1400非能动安全壳冷却系统性能研究及试验”课题在河南开封通过了国家能源局组织的正式验收。  

  该课题的顺利验收,标志着国核华清承担的三大试验课题(非能动堆芯冷却系统、非能动安全壳冷却系统、熔融物堆内滞留研究及试验验证)已全部通过验收。

  验收组由来自中国核工业集团公司、环保部核与辐射安全中心、华能集团、中国核动力研究设计院、中国原子能科学研究院等多家单位的18名专家组成。国家能源局、中国核电发展中心、国家电投重大办、课题参与单位相关代表等50余人参加会议。

  专家组认真听取了课题任务完成情况汇报、台架建设及试验开展情况汇报、财务执行情况汇报及课题审计情况介绍,赴国核能源实验室开封基地现场查验了CAP1400 PCS综合性能试验台架(CERT),并观摩了利用CERT台架正在开展的CAP1400核安全监管重要试验验证重大专项课题试验。 

  通过仔细查阅课题资料、质询和认真讨论,验收专家组一致认为,课题按计划全面完成了任务合同书规定的研究内容,实现了预定的目标,技术和经济考核指标满足要求;课题组织管理有序、制度健全并有所创新,培养了一批专业人才,形成了高水平的研发团队,为后续核电研发设计提供了人才储备和保障;课题经费支出合理、合规;成果档案管理规范,验收资料齐全完整、内容详实,符合验收要求,一致同意课题通过正式验收。

  任务来源:“CAP1400非能动安全壳冷却系统性能研究及试验课题”是大型先进压水堆及高温气冷堆国家科技重大专项六大关键试验课题之一,于2011年由国家能源局批准立项,上海核工程研究设计院为牵头单位,国核华清和上海交通大学为联合承担单位。该课题的目标是开展CAP1400非能动安全壳冷却系统(PCS)性能试验和验证研究,通过全过程多尺度条件下、准确模拟非能动安全壳冷却系统在事故条件下的主要物理现象及安全重要过程,深入认识包括主冷却剂管道及主蒸汽管道破裂等设计基准事故下的非能动安全壳冷却系统的瞬态作用机制及事故缓解能力,探索其内在的热工水力现象及规律。

  该课题包括六个子课题,其中国核华清承担子课题三CAP1400 PCS关键性能试验研究(其他单项试验)、子课题四CAP1400 PCS综合性能试验研究(整体试验)、子课题六CAP1400 PCS性能试验平台建设。课题总经费17033.73万元、国核华清承担16114.85万元。

  实施情况:国核华清承担了包括壳外水分配试验、壳内冷凝试验、壳内冷凝-水膜耦合换热试验、以及综合性能试验在内的CAP1400 PCS性能试验研发任务。在广泛吸收借鉴国际同类试验技术及经验的基础上,通过技术创新,设计并建造了原型比例的壳外水分配试验(WADE)、机理现象级的壳内冷凝试验(SCOPE)、冷凝-耦合试验(ISCOE)这三个单项试验台架,以及原型1/8比例多物理现象耦合的全过程瞬态综合性能试验(CERT)台架,台架在试验参数、现象模拟的相似性及完整性方面均有明显提升。其中,WADE、SCOPE、ISCOE三项单项性能试验,通过更精细的试验设计及测控系统的开发及应用,大幅拓展了原西屋类似试验的研究范围及试验结果;CERT试验是目前国际上唯一一个能够按功率体积比模拟AP/CAP系列核电站一回路质能瞬间释放条件、并开展非能动安全壳系统整体试验的大型综合性试验装置。

  通过在这些台架上开展的大量工况模拟试验,深入研究了设计基准事故条件下非能动安全壳系统的瞬态过程及稳态响应,以及相关重要热工水力学现象及过程,研究了安全壳内高温高压蒸汽凝结换热及影响因素、壳内冷凝和壳外水膜蒸发的耦合换热性能、穹顶水膜覆盖率与冷却水流量的关系及不同事故条件下PCS的整体响应性能,为改进CAP1400 PCS的设计、验证安全壳冷却系统专用分析程序和安全审评提供了重要的试验数据支撑。

  重要成果:通过课题的实施,国核华清形成了一批具有自主知识产权的科技成果,包括大型试验装置4套、技术报告160余份、授权专利4项、技术秘密7项、学术论文15篇、软件著作权11项,《非能动安全壳冷却系统综合性能试验台架设计建造与性能试验》、《CAP1400非能动安全壳冷却系统壳壁冷凝水膜耦合试验》、《CAP1400非能动安全壳冷却系统冷凝试验》等研究成果分别获得核能行业协会技术进步一、二、三等奖及国家电投集团技术进步一、二等奖等多项荣誉。

  课题成果已经应用于CAP1400示范工程的设计部分,充分验证了CAP1400非能动安全壳冷却系统设计的合理性和设计基准事故下的安全性,有效支持了CAP1400示范工程的安全审评。  

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