2018年度国家虚拟仿真实验教学项目

压水堆核电厂一回路流量不正常事故仿真实验

压水堆核电厂事故仿真模拟一回路流量不正常实验项目是以NUSOLSIM软件为平台开展“一回路流量不正常”的虚拟实验仿真。通过压水堆核电厂一回路流量不正常事故分析模拟实验可以让学生更形象深入地掌握核电厂运行的状态，更形象生动的体验压水堆核电厂一回路流量不正常事故分析的全过程，提出有效的防范与处置方案，深入理解事故预防和缓解措施，深入了解核反应堆事故分析。压水堆核电厂事故仿真模拟项目在2017年获得陕西省示范性虚拟仿真实验教学项目。2018年根据使用反馈对平台进行了自主研发。

NUSOLSIM软件是西安交通大学核安全与运行研究室（NUSOL）自主开发的压水堆核电厂事故仿真模拟软件。NUSOLSIM软件基于比较完善的压水堆核动力系统瞬态数学模型，分析系统和设备运行方式，参考现有核电厂事故仿真软件，开发压水堆核电厂的瞬态仿真模型，包括一回路，二回路，专设安全设施等系统和设备模型。

堆芯采用点堆中子动力学模型，描述具有6组缓发中子的堆芯中子动力学行为，用高次端点浮动法求解。棒状燃料元件芯块和包壳的温度由一维传导模型求解。稳压器模型将稳压器中工质分为3个区域，分别为波动水区，主水区和蒸汽区，基于质量和能量守恒方程建立模型。U型管蒸汽发生器模型为集总参数动态模型，将蒸汽发生器视为一个圆柱体，根据热力系统动力学原理和基本的质量、能量守恒方程，建立一种简化的两相集总参数动态数学模型，实现对UTSG快速实时仿真。对环路建立动量守恒方程，关联泵的压头模型，计算环路流量。

软件的主体是一个基于.NET框架，用C#编写的C/S程序。数据存储与服务器上，应用层和用户界面层处于客户机上。客户机支持用户应用，负责管理用户界面，接收用户数据、生成数据库服务请求等；服务器则接收客户机的请求，处理请求并返回执行结果。用户利用客户端和服务器进行交互，自定义一个可能发生反应堆事故的初始条件或者使用默认值，然后选择一个事故进行模拟。服务端便会根据用户的初始条件模拟反应堆进行运行。在运行过程中，用户通过画图按钮可以观察运行参数50s内的实时变化趋势，运行结束后可以得到运行参数的变化曲线。各运行参数的值可以在运行结束后通过保存按钮进行保存。用户修改设备参数运行不同工况，得出参数对停堆系统动作的影响规律。用户通过选择运行不同事故，比较运行结果，可以得到不同事故对电厂的影响规律。程序具有如暂停、重启、画图、结果保存与输出等功能。

软件中事故仿真的运行结果与参考核电厂最终安全分析报告中的数据对比符合，证明仿真模型有较高的仿真精度和可行性。软件为高校安全分析课程的实验教学，以及核电厂学员培训课程的理解提供了良好的平台。软件的灵活运算可以满足用户对事故后应对措施的推演等创新研究的需求，实现初步的科研训练。

NUSOLSIM目前开发的有网络版本和单机版，本实验项目以单机版为平台，单机版下载地址为:http://nusol.xjtu.edu.cn/info/1028/1211.htm