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研究生: 李亮瑩
Li, Liang-Ying
論文名稱: 龍門電廠RELAP5-RT控制系統輸入模式建立與暫態分析
Transient analysis of Lungmen Nuclear Power Station using RELAP5-RT
指導教授: 李敏
Lee, Min
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: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 92
中文關鍵詞: 龍門電廠控制系統再循環流量控制棒控制與資訊系統反應爐保護系統
外文關鍵詞: RELAP5, Lungmen NPS, RFCS, RCIS, RPS
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  • 本論文之目的為使用美國愛德華國家工程實驗室所發展的RELAP5-RT分析程式,建立我國第四座核能發電廠-龍門核能發電廠完整獨立的熱水流分析輸入模式。
    本研究的主要工作包括,(1)將清華大學核電廠系統動態模擬分析實驗室提供的兩個RELAP5-RT熱水流輸入模式合併,成為龍門電廠全廠的RELAP5-RT熱水流輸入模式;(2)參照工程模擬器上與電廠設計相同的控制系統,建立龍門電廠的控制系統。本文著重於再循環流量控制系統、棒資訊及控制系統和反應爐保護系統的建立及驗證。其餘兩個重要的控制系統(即飼水控制系統及蒸汽旁通與壓力控制系統)參考RETRAN建立,不在本文討論範圍。
    在輸入檔建立完成,經過穩態測試,確認控制系統能將模擬的電廠帶至穩態之後,模擬分析<一台爐內泵跳脫>及<三台爐內泵跳脫>兩個龍門電廠啟動測試暫態,並與奇異公司的啟動測試分析報告(STAR)和ALPS(Advanced Lungmen Plant Simulator)模擬的結果做比較。分析比較顯示本文所建立之龍門電廠控制系統的反應及趨勢均在預期範圍,且模擬結果,如功率變化、爐心流量、蒸氣流量等,與STAR和ALPS的結果均非常相似。唯飼水控制系統和壓力控制系統控制的相關參數,有比較顯著的差距,未來研究若能建立較接近電廠原始設計的控制系統,應能使此核能電廠的輸入模式更加完善。


    The purpose of this thesis is using RELAP5-RT, a thermohydraulic system analysis program developed by INEL, to built an independent thermohydraulic analysis model for the simulation of power test transients of Lungmen Nuclear Power Station of Taiwan Power Company. The plant employs the Advanced Boiling Water Reactor (ABWR) designed by General Electric. The focuses of this research are the building of the control logics of the recirculation flow control system (RFCS), reactor protection system (RPS), and rod control & information system (RCIS). The control logics of the other two major control systems, feedwater control system (FWCS), and steam bypass and pressure control system (SBPC) are developed in a separated thesis work and not included in this report.
    The two separate RELAP5-RT thermohydraulic systems input decks, which model the reactor coolant system and balance of the plant of Lungmen Nuclear Power Plant, are combined into an integrated input deck. These input decks are parts of the Advanced Lungmen Plant Simulator (ALPS) developed by the Nuclear Power Plant Dynamic Simulation and Analysis Lab. of National Tsing Hua University. Then, the control logics of the Lungmen Nuclear Power Station’s control system are incorporated into theintergrated deck. The control logics are also adopted from ALPS.
    The input deck developed is used to simulate two power test transients of the plant, “trip of one reactor internal pump” and ”three reactor internal pumps trip”. The results are compared with the results of the GE’s STAR and the ALPS’s simulation. The comparisons show that the RELAP5-RT input deck of Lungmen Nuclear Power Station built in the present study can mimic.

    摘要 i Abstract ii 致謝詞 iii 目錄 iv 表目錄 vi 圖目錄 vii 第一章 緒論 1 1.1 研究目的與動機 1 1.2 研究範圍 1 1.3 論文架構 1 第二章 龍門電廠介紹 3 2.1 龍門廠簡介 3 2.2 控制系統簡介 3 2.2.1 再循環流量控制系統 3 2.2.2 反應爐保護系統 5 2.2.3 棒控制與資訊系統 6 第三章 RELAP5簡介 13 3.1 RELAP5分析程式簡介 13 第四章 龍門電廠RELAP5-RT控制系統輸入模式及初始狀態 16 4.1 前言 16 4.2 反應爐壓力槽系統 16 4.3 電廠平衡系統 17 4.3.1 主蒸汽系統 17 4.3.2 飼水系統 18 4.4 控制系統 19 4.4.1 再循環流量控制系統 19 4.4.2 反應爐保護系統 19 4.4.3 棒控制與資訊系統 20 4.5 控制系統獨立測試 20 4.5.1 再循環流量控制系統獨立測試 21 4.5.2 反應爐保護系統獨立測試 21 4.5.3 棒控制與資訊系統獨立測試 21 4.6 全廠系統整合 21 第五章 龍門電廠暫態事故分析 41 5.1 前言 41 5.2 一台爐內泵跳脫暫態 41 5.2.1 一台爐內泵跳脫暫態測試簡述 41 5.2.2 一台爐內泵跳脫暫態結果比較 42 5.2.3 飼水系統設定方法比較 44 5.3 三台爐內泵跳脫暫態 45 5.3.1 三台爐內泵跳脫暫態測試簡述 45 5.3.2 三台爐內泵跳脫暫態結果比較 45 5.4 暫態比較結論 47 第六章 結論與展望 62 參考文獻 63 附錄A 再循環流量控制系統獨立測試 64 附錄B 反應器保護系統獨立測試 82 附錄C 棒控制與資訊系統獨立測試 89

    【1】 http://wapp4.taipower.com.tw/nsis/option0-4.asp 台灣電力公司龍門廠簡介
    【2】 台灣電力公司,“核能四廠”,核能發電訓練教材,2003
    【3】 INEL, RELAP5 Code Development Team,”RELAP5/MOD3.3 Code Manual” , Vol.1~Vol.8, NUREG/CR-5535, 2006
    【4】 Yang, C.-Y., et al., “Development and application of a dual RELAP5-3D-based engineering simulator for ABWR”, Nucl. Eng. Des.,2009
    【5】 楊宗祐等人,”核四廠起動測試暫態模擬與分析完成報告”,台灣電力公司,2009
    【6】 林金足等,”核四廠雷傳輸入模式設計檔案修訂一版”,行政院原子能委員會核能研究所,2003
    【7】 General Electric Company, “Startup Test Prediction- Transient Test Prediction,” 31113-0A51-6525., 2005

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