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更加综合的热工水力过程和实验数据安全研究方法

2024-07-11 09:45          热工水力 核安全 核反应堆 核技术美国
美国国家能源署的联合项目“核安全分析、研究和创新实验热工水力学”(ETHARINUS)帮助成员国建立安全评估的知识库,并为用于分析安全问题的热工水力学计算机代码的开发和验证提供数据。

该小组正在完成一个多年期项目并考虑提出一个新的项目提案,并在 2024 年 6 月 27 日至 28 日在德国埃尔朗根举行的项目审查小组最新会议上讨论了这些提案。

当前项目于 2020 年 10 月启动,预计于 2024 年 9 月结束,涉及位于德国 Framatome GmbH 的改进版 PKL 设施(PKL 代表 Primärkreislauf-Versuchsanlage,即一次冷却剂回路测试设施)和位于芬兰拉彭兰塔-拉赫蒂理工大学的 PACTEL 设施进行实验。

这个名为 SYStem THERmal-hydraulics (SYSTHER) 的新项目是三家运营机构——法马通、LUT 大学和法国 CEA 的联合努力,预计将于 2025 年初启动。总共有五个实验设施将用于该项目进行被动现象实验。这些实验涵盖了与压水反应堆、沸水反应堆和水冷小型模块化反应堆相关的一系列主题,并分为三个重点领域:

热工水力现象和工厂数据的参数研究;被动散热系统的有效性;以及复杂(意外)瞬变过程中系统/过程和热工水力现象的相互作用。

这一新项目对于促进核安全技术领域(特别是热工水力学)实验设施的更加综合的运行方法至关重要。

多年来,PKL 和 PACTEL 设施一直用于对事故条件下压水反应堆 (PWR) 的系统响应进行广泛的实验研究。实验的各个阶段始终反映并优先考虑当前的安全问题,并涵盖了广泛的主题。PKL 和 PACTEL 测试有助于更好地理解各种事故场景中有时非常复杂的热工水力过程,更好地评估为事故控制实施的对策,并提供有关工厂可用安全裕度的宝贵信息。

试验结果还为系统热工水力计算机代码的验证和进一步开发提供了具体的应用,并被核能管理局核设施安全委员会(CSNI)的工作组广泛使用,包括事故分析和管理工作组(WGAMA)。例如,国际标准问题(ISP)10解决了模拟压水堆一次系统的再灌注和再淹没实验,该实验于 1981 年在 PKL 进行;ISP 33解决了 1994 年在 PACTEL 设施进行的自然循环逐步减少冷却剂库存实验;而新进行的ISP-52解决了预测多个蒸汽发生器 U 型管破裂的代码能力评估问题。

展望未来,自 2024 年 4 月起,PKL 设施关闭将对这一工作领域产生影响。由于无法使用其他处理反应堆冷却剂系统热工水力学的关键热工水力学设施,LUT 大学核安全实验室将成为欧洲为数不多的能够解决核安全问题的实验室之一。



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