刘伟
毕业时间： 2013年12月
工作单位：中国核动力研究设计院设计所
论文题目：压水堆燃料组件临界热流密度关系式的开发、评估及应用
论文摘要：
动力堆的安全性和经济性在很大程度上受热工水力设计的限制，为了避免燃料元件烧毁导致放射性产物释放，在正常运行及预期运行瞬态工况下，堆芯最小DNBR均不应低于某一规定值，这就要求精确预测并尽量提高燃料组件的CHF。
通常而言，棒束CHF关系式的开发有两条途径：一是以圆管CHF关系式为基础，考虑棒束中格架效应、冷壁效应等的修正；二是直接利用棒束CHF实验数据开发关系式，其包括两种方法：最小DNBR点法和BO点法。
本文在调研和分析CHF关系式的参数趋势的基础上，以FRAMATOME公司针对AFA-2G和带MSMG的AFA-3G燃料组件的CHF实验数据为依据，基于具有自主知识产权的子通道分析程序ATHAS，分别采用最小DNBR点法和BO点法，即运用“三步法”和“数量级分析法”确定CHF关系式的基本形状和各项的具体表达式，并利用最小二乘法拟合CHF关系式各项的系数，开发与子通道程序ATHAS匹配的CHF关系式—ACC关系式。
ACC关系式开发完成后，对其M/P数据进行正态分布检验和ANOVA检验，并对M/P数据随当地参数变化的分布图进行检验，结果表明：ACC关系式的M/P数据符合正态分布且随当地参数的变化不存在明显的倾向性。对ACC关系式的参数趋势和DNBR限值的评估表明：ACC关系式的参数趋势分布是符合物理机理和实验现象的，相应的DNBR限值能够保证燃料元件在正常运行和预期运行瞬态工况下95%可能性和95%置信度（95/95）不发生偏离泡核沸腾。利用ACC关系式预测大亚湾核电站堆芯内的DNBR分布，并与FC-2000关系式的结果对比表明：ACC关系式能够用于预测实际运行的压水堆堆芯的CHF，具备对压水堆燃料组件进行热工水力设计的能力。
本文系统地给出了棒束CHF关系式的开发和评估方法及流程，为棒束CHF的准确预测提供高精度的关系式，为CHF的理论分析奠定坚实的基础，也为其他CHF关系式的开发提供参考和借鉴。本研究工作对推动我国核电站热工水力软件自主化的进程具有重要意义。
关键词：临界热流密度；压水堆燃料组件；子通道分析；ATHAS
论文类型：应用基础