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研究生: 李亞霖
Ya-Lin Li
論文名稱: 超臨界水反應器RELAP5/MOD3穩態輸入數據建立與暫態分析
Transient Analyses of Supercritical Water Reactor using RELAP5/MOD3
指導教授: 李敏
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 原子科學院 - 工程與系統科學系
Department of Engineering and System Science
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 57
中文關鍵詞: 超臨界水反應器暫態分析喪失主要飼水
外文關鍵詞: SCWR, RELAP5/MOD3
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  • 第四代核反應器是新型態的核反應器,可望提供永續、穩定且經濟的能源,並大幅度改善電廠安全。超臨界水反應器是其中之一,具有高熱功率,系統簡單等特質,加上超臨界水燃煤電廠、壓水式核反應器與沸水式核反應器的豐富運轉資訊作為參考,為具有發展潛力的反應器。
    本研究的目標,是使用RELAP5/MOD3程式,建立超臨界水反應器之穩態輸入數據以及暫態分析。RELAP5/MOD3是愛達荷國家工程實驗室(INEL)與美國核能管制委員會(NRC)合作發展的熱水流分析程式,為輕水式核反應器所用。本論文之穩態輸入參數,根據美國愛達荷國家實驗室於2005年一月發表的報告所提供之超臨界水反應器設計參數。模擬範圍包含反應器壓力槽及內部組件、熱端管路、冷端管路部份。
    本論文暫態分析選擇喪失主要飼水事故(Loss of Main Feedwater, LOMF)。在適當的安全系統設計之下,暫態發生後的燃料護套最大溫度可維持在法規限值840℃之下,然而分析程式RELAP5/MOD3的熱傳模式有缺陷,導致無法預測後續暫態反應。


    The Supercritical Water Reactor (SCWR), one of the six possible types of Gen-IV reactor, is a Light Water Reactor (LWR) operating at supercritical pressure. It has the advantage of high thermal efficiency, plant system simplifications and proven technologies.
    In this study, RELAP5/MOD3 code is used to simulate the steady state of the SCWR and to analyze the transients. The components considered in the input deck include SCWR core, 2 loop hot legs, cold legs, and safety components.
    Analyses have shown that a transient caused by a Loss of Main Feedwater (LOMF) event can be a challenging event for a SCWR. The propose of the safety system is to make the peak cladding temperature remain less than the transient limit 840℃. Due to some defect of the heat transfer model of RELAP5/MOD3 code, the transient analyses are not complete.

    摘要 致謝辭 目錄 圖目錄 表目錄 第一章 緒論 1.1 前言 1.2 核反應器發展歷程 1.3 研究目的 1.4 研究範圍 1.5 論文架構 第二章 超臨界水反應器介紹 2.1 第四代核反應器 2.1.1第四代反應器的發展目標 2.1.2第四代反應器的六種設計 2.2 超臨界流體 2.2.1超臨界流體介紹 2.2.2超臨界流體的性質 2.3超臨界水反應器系統介紹 2.3.1超臨界水反應器概論 2.3.2超臨界水反應器特色 2.3.3超臨界水反應器設計分類 2.3.4美國超臨界水反應器設計 2.3.4.1 整體設計 2.3.4.2 爐心設計 2.3.4.3 燃料組件設計 2.3.5案例計算與比較 第三章 RELAP5/MOD3程式介紹 3.1 RELAP5/MOD3程式介紹 3.2 RELAP5/MOD3使用範圍之探討 3.2.1程式模擬範圍 3.2.2熱力性質表 3.2.3熱傳模式 第四章 超臨界水反應器之RELAP5/MOD3穩態建立 4.1輸入數據的建立 4.2 RELAP5輸入參數模式 4.2.1爐心輸入參數:熱水流組件(hydraulic components) 4.2.2爐心輸入參數:熱結構體(heat structure) 4.2.3管路部分輸入參數 4.2.4控制系統 4.3穩態建立結果 第五章 超臨界水反應器之暫態分析 5.1超臨界水反應器之暫態 5.2暫態預期反應與模擬方法 5.3暫態分析結果 第六章 結論 參考資料

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    2. I.L. Pioro, H.F. Khartabil, R.B. Duffey, “Heat transfer to supercritical fluids flowing in channels – empirical correlations (survey),” Nuclear Engineering and Design, 230 (2004) 69-91
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    5. Jacopo Buongiorno, Philip E. MacDonald, “Progress report for the FY-03 generation-IV R&D activities for the development of the SCWR in the U.S.” INEEL/EXT-03-01210, September 30, 2003
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    10. Yunus A. Cengel, Michael A. Boles, “Thermodynamics: An engineering approach,” 4th ed., McGraw-Hill, 2002
    11. RELAP5/MOD3.3 Manuals, NUREG/CR-5535/Rev P3-Vol Ⅷ
    12. RELAP5/MOD3.3 Manuals, NUREG/CR-5535/Rev P3-Vol Ⅳ
    13. RELAP5/MOD3.3 Manuals, NUREG/CR-5535/Rev P3-Vol Ⅱ

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