2023 压水堆核电厂反应堆流动稳定性评定方法

压水堆核电厂反应堆流动稳定性评定方法FlowStabilityEvaluationMethodForPressurizedWaterReactorNuclearPowerPlant2024NB/T20699-2023NB/T20699—2023目次前言................................................................................II123456范围..............................................................................1规范性引用文件....................................................................1术语及定义........................................................................1水力学稳定性设计基准..............................................................2流动不稳定性分类及基本特征........................................................2压水堆堆芯流动稳定性及评定方法....................................................4附录A（资料性）堆芯静力学流动不稳定性分析方法......................................6附录B（资料性）堆芯动力学流动不稳定性分析方法......................................7参考文献............................................................................10INB/T20699—2023压水堆核电厂反应堆流动稳定性评定方法1范围本文件规定了压水堆核电厂反应堆热工水力设计基准之一-反应堆堆芯流动稳定性设计基准的评定方法。本文件适用于压水堆核电厂反应堆热工水力设计，也可以作为小型压水堆热工水力设计参考。2规范性引用文件文件。GB/T核科学技术术语NB/T20035-2011压水堆核电厂工况分类NB/T20057.2-2012压水堆核电厂反应堆系统设计第部分：热工水力设计准则33术语及定义GB/T4960NB/T20035-2011NB/T20057.2-2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件。.1流动不稳定flowinstability后所产生的流量漂移或者以某一频率的恒定振幅或变振幅进行的流量振荡。333.2.3.4流量漂移flowexcursion流量非周期性地从一个数值改变为另一个数值。流量振荡flowoscillation流量周期性的发生改变，振幅可以是恒定的或者变化的。密度波density沸腾通道中由于流量、流体密度以及压降之间发生相互反馈作用而产生的低频（1Hz左右）脉动现象。1NB/T20699—202333.5.6工况I——正常运行normaloperation核电厂在规定的运行限值和条件范围内的运行。工况II——中等频率事件moderate-frequency核电机组在一个日历年内可能发生的偏离正常运行的状态或故障。4水力学稳定性设计基准和工况不稳定。55流动不稳定性分类及基本特征.1概述行状态。稳定流动的特性参数仅是空间变量的函数，与时间变量无关。流动稳定示意图见图1。反之，当流体受到扰动无法回复到原来的稳定状态，则称为流动不稳定。图1流动稳定示意图2NB/T20699—202355.2流动不稳定性分类流动不稳定性可分为两大类：静力学流动不稳定性和动力学流动不稳定性。.3静力学流动不稳定性基本特征动后，会从原来的稳态工作点转变到另一个不相同的稳态工作点运行。静力学不稳定性示意图见图。图2静力学流动不稳定性示意图5.4动力学流动不稳定性基本特征因素。其基本特征是当系统经受某一瞬间的扰动后，压力扰动以声速传播，流量扰动以流动速度传播，两者之间的滞后和反馈作用下，流动发生周期性震荡。动力学流动不稳定性示意图见图3。3NB/T20699—2023图3动力学流动不稳定性示意图压水堆堆芯流动稳定性及评定方法.1概述.1.1反应堆设计中，不期望发生堆芯流动不稳定，因为流动不稳定可能引起热工水力条件的变化，666从而降低设备运行性能，干扰控制系统运行，或者引起反应堆产生非预期的堆内构件强迫振动。6.1.2压水堆核电厂反应堆堆芯流动稳定性评定中考虑两种特定类型的流动不稳定性：a)流量漂移型（或称莱迪内格型（Ledinegg））的静力学流动不稳定性；b)密度波型的动力学流动不稳定性。6.1.3压水堆核电厂反应堆堆芯静力学流动不稳定性——流量漂移型不稳定性是指流量从一个稳定值定方法详见6.2。.1.4压水堆核电厂反应堆堆芯动力学流动不稳定性——密度波型不稳定性是指加热通道入口流量波－6芯外流体系统的特性维持，两相区的扰动又会反馈给单相区。这样的扰动既可能衰减也可能自持下去。压水堆核电厂反应堆堆芯动力学流动不稳定性推荐的评定方法详见6.3。6.2堆芯静力学流动不稳定性评定方法4NB/T20699—2023压水堆核电厂反应堆堆芯静力学流动不稳定性评定方法的准则为：QQtpd0...................................(1)式中：Q——体积流量，3/s；pt——稳态压降，Pa；pd——外界驱动压头，Pa。计算推导过程详见附录A。.3堆芯动力学流动不稳定性评定方法压水堆核电厂反应堆堆芯动力学流动不稳定性评定方法推荐采用M.Ishii6统在某一给定工况下关于密度波型的堆芯动力学流动是否稳定，步骤如下：a)确定图4中稳定性分界线；b)确定距离发生流动不稳定性的反应堆功率裕度。计算和推导过程详见附录。应堆设计应用M.Ishii方法是保守的。图4密度波振荡的稳定性图5NB/T20699—2023附录A资料性）堆芯静力学流动不稳定性分析方法（对于一个流道的系统，其稳态压降为p，由三部分组成，分别是摩擦压降p，局部压降p，tfl提升压降p。受到外界驱动压头p，流道的动力平衡条件为：gddQIdt..................................(A.1)式中：Q——体积流量，3/s；pt——稳态压降，Pa；pd——外界驱动压头，Pa。I——流体当量惯性，ILA；L——流道长度，；A——截面积，2；ρ——密度，3；τ——时间，s。系统不受扰动时，Q常数，pp。0dt运用小扰动原理，令QQ0Q，可得增量方程：dQQItp0Qd...........................(A.2)此式直接积分，令积分常数为C，则：QQCexpppdQtI......................(A.3).QQ从(A.3)式可以得出，tpd0时系统稳定。6NB/T20699—2023附录B资料性）堆芯动力学流动不稳定性分析方法（B.1动力学不稳定性判定对平行闭式流道系统，为了评判在某一给定工况下是否存在密度波型的堆芯动力学流动不稳定性，M.Ishii[1]研制了一套简单的方法。该方法计算堆芯运行工况下热通道的两个无因次数Npch,eq（壁面产热与流体吸热的比值）和N（流体过冷焓差与汽化潜热比值）。a）无因次数Npch,eq：eqlNpch,eqv....................................(B.1)式中：g,eqeq=gf——饱和蒸汽的密度，3；——饱和液体的密度，3；——相间的密度差，=，kg/m3；fgL——加热通道长度，；v——通道入口处速度，；qg，eq=w..........................................(B.2)式中：qw——壁面热流密度，2；——加热周长，；A——通道的流通面积，2；h——汽化潜热，J/kg。b）无因次数：ghNsubsub..........................................(B.3)式中：h——堆芯入口流体达到饱和状态的焓差，h=hh，J/kg；fih——饱和流体焓值，J/kg；7NB/T20699—2023h——堆芯入口流体焓值，J/kg。然后绘制稳定性图（详见图4N，N）点和稳定性线组成。其中，稳定性线是通道几何参数和两相摩擦因子的函数，其函数形式为：f2KmKi2e*eNNpch,eq1f1m2K*e2D..........................(B.4)e式中：K、K分别为堆芯入口和出口阻力系数；ief——两相混合物摩擦因子，f=Cf；mmmsC——两相摩擦因子系数；s——D——无因次水力直径，D=D/。eee将公式（B.1）和（B.3）代入公式（B.4）的左侧，则稳定性线的方程左侧为：qlNwihNpch,eqigAvf.......................(B.5)由于qw=Q=Q/=hheih=h-h。fi因此，公式（B.5）可整理为：ifN(hh)(hh)Npch,eqeifig.....................(B.6)NNpch,eq工况是不稳定的。B.2稳定性准则的适用性验证验证稳定性的有效准则为：subNsubcr...................................(B.7)N8NB/T20699—2023Nsubcr154ApchNl0..........................................(B.8)N——相应于堆芯入口流体过冷度为零的值。0NXfgpcheg0................................(B.9)式中：Xe——堆芯出口流体含汽率。B.3反应堆功率裕度计算首先，确定h的值（hef2kmki2De*eifhehihfhi1fg2k1m*e2D................(B.10)e然后计算qqmaxhemaxiHNl............................(B.11)式中：HC——热通道流量=。最后计算距离发生流动不稳定性的反应堆功率裕度：qw..............................(B.12)9智慧水电工程项目管理系统2026年9月HYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINK\l"br22"移动应用HYPERLINK\l"br22"1、智慧水电工程项目管理系统智慧水电工程项目已具备系列信息化基础，面向业务管控领域部署有安全生产管控平台与智慧工程管理系统两大系统。其中，安全生产管控平台聚焦运行期管控，目前正在开展建设期功能改造，后续可服务卡瓦白庆抽蓄项目工程安全业务管控；智慧工程管理系统侧重工程结果管控，对工程建设过程的管控能力不足。此外，智慧水电工程项目决策已有信息化基础面向项目级统推应用的相关工作。为保障9月项目开工即系统上线的目标顺利落地，建议采取急用功能优先原则，工程项目管理系统关键功能模块暂按新建模式开展策划工作。具体建设实施模式，后续可根据业主最终明确决议进行调整。建设方案按全功能范围统筹编制，投资及数据测算仅围绕应急急用功能开展。1.1工程OA1）通知公告：实现通知公告的规范化发布、精准推送、便捷查（阅、全程追溯及权限管控，确保系统内用户及时准确获取各类重要信息，提升信息传递效率，降低沟通成本，保障信息发布合规性与安全性。（2）公文管理：提供全面的办公文函管理功能，涵盖文函的发起、审阅、退回、加签及转签等审批流程，配备文函在线编辑与套红功能，支持文函台账查询与多关键字检索。（3）个人办公：通过个人工作台实现任务管理、日程管理、消息管理、文件管理、通讯录管理、自定义工作台等功能，支持日报管理和视频监管功能，根据权限接入视频监控设备，提供视频回放和报警功能。1.2设计管理1）设计计划管理：提供年度供应计划、月度供应期间计划新增编（制功能，包括计划项名称、设计专业、施工开始日期、计划提交日期、责任人等信息，计划提交后需流程审批，审批通过后计划生效，责任人须细化至具体人员。（2）设计成果管理：涵盖设计图纸管理和设计技术文件两大部分，二者紧密关联，共同构成完整管理体系，保障设计成果规范可追溯、可复用。（3）设计图纸管理：围绕图纸编制、审核、归档、查阅、修订全生命周期展开，编制遵循行业规范，审核实行多级机制，归档按项目专业分类，电子档加密备份。（4）设计技术文件：涵盖技术规范、设计说明、计算书等各类技术性文件，是解读图纸、指导施工、保障质量的关键，归档与图纸同步，同步修订适配设计变更。（5）设计变更管理：提供标准化在线变更审批表单，支持设计单位提交变更申请，变更内容可在线跟踪状态，确保透明度和可追溯性。（6）设计交底管理：展示设计交底完成情况，统计已交底和未交底图纸数量及交底完成率，确保所有必要图纸均已交底给施工方。1.3合同管理（1）合同登记：建立统一、高效、可追溯的合同登记管理体系，围绕项目勘察设计、建设施工、设备采购、运维服务等环节，统一开展合同信息录入、分类编码、台账建立、归档备案及动态更新，实现合同从签订到终止的全过程跟踪。（2）合同变更：针对因需求调整、技术方案优化、现场条件变化等原因引发的合同内容修订，严格遵循变更申请、审核审批、条款确认、备案登记等规范流程，完整留存变更资料，同步更新合同台账。（3）计量签证：对合同工程量、现场变更、隐蔽工程、零星用工及现场签证事项进行核实确认，由建设、监理、施工等多方共同现场实测、核对与签认，严格执行多级审批流程。（4）合同支付：以合同条款、工程计量、签证变更、验收资料为依据，规范预付款、进度款、竣工结算款及质保金等全流程支付管控，通过与合同台账、计量签证数据联动比对，严控超付、漏付、重复支付风险。1.4物资管理1）采购管理：包含需求计划管理、采购计划管理和采购订单管（理。需求计划按总量、年度、月度分类填报，系统实现多级审核与汇总分析，自动对接工程进度计划开展需求合理性校验；采购计划确定供应商、数量、到货时间等信息，审批后执行；采购订单同步至供应商，记录订单状态并通知现场验收。（2）仓储管理：涵盖入库管理（关联采购订单，图像识别辅助清点，自动生成入库单）、出库管理（领料审批后发货，系统自动扣减库存）、库存盘点（定期或不定期清查，自动生成盘盈盘亏明细）及库存调整（在线发起调整申请，自动更新账面数据）。1.5费用管理1）概算审批备案：以初步设计概算为基础编制执行概算，严格执（行审批流程，经批复的执行概算作为项目投资控制、招标限价、合同签订及价款结算的重要依据，实现项目投资动态管控。（2）概算费用管理：以项目批复执行概算为控制基准，对建筑工程费、安装工程费、设备购置费等实行全过程归口管控，建立费用分解、动态监测、限额使用与偏差分析机制。（3）概算未列项管理：针对批复概算未涵盖的工程内容、费用项目开展专项管控，严格执行识别申报、技术论证、费用测算、审批立项流程，严禁擅自增设项目或列支费用。（4）概算调整管理：因设计变更、政策调整等原因确需突破批复概算时，遵循"先论证、后审批、再实施"原则，编制完整调整报告并履行评审批复程序。（5）单项概算管理：实现各单位工程、分部工程精细化拆分与台账管理，实时关联合同、计量支付、设计变更数据，自动核算概算执行情况，自动预警超概风险。（6）投资分析统计：实现概算、合同、支付、变更、结算数据一体化归集与动态核算，支持多维度投资统计与对比分析，自动监测投资偏差及超概风险，智能生成投资报表与可视化图表。1.6进度管理（1）进度计划：支持施工计划的上传、在线编辑和审批报送，包含总进度计划、专项计划、年度/季度/月度计划等类型，内置进度计划编制引擎，支持甘特图、时标网络图、PERT图、双代号网络图的在线制作与相互转换，支持Excel、Project、P6文件导入。（2）进度模拟：施工计划支持与合同工程量清单关联，通过编码规则与BIM模型自动挂接，按计划类型或施工部位汇总展示，通过模型动态模拟工程建设过程，优化资源配置。（3）进度调整：施工总进度计划和年度计划原则上不允许调整，仅当外因导致整体严重偏离计划时方可申请，由施工单位在线操作，经监理和业主审批后生效。（4）实际进度：根据项目结构树划分的单元工程，依托编码体系将实际进度与BIM模型绑定查看，展示EPC项目整体面貌和进展状况，有助于提前发现潜在问题。（5）进度对比：汇总对比计划与实际进度数据，偏差较大时进行滞后预警，内置函数公式计算滞后工期，自动建立预警台账实现分级预警，实际进度与生产产值挂接展示。（6）进度报告：基于进度计划及实际反馈数据，按日、周、月自动生成形象进度报告，支持查看任意时间段的进度数据及计划与实际对比。（7）进度看板：以柱图、折线图形式直观展示不同指标、不同时间维度下的形象进度、产值、计量统计等进度相关数据。（8）基于BIM进度分析与反馈：依托BIM模型与计划进度，通过差异化颜色标识工程进度状态（透明表示未开工、高亮表示施工中、实体颜色表示已完工），支持BIM模型及进度横道图随时间推进的对比模拟，直观呈现进度偏差并进行颜色预警。1.7质量管理1）质量评定：预设单元工程、分部工程、单位工程质量评定表单（模板，支持线上填报，现场通过移动端完成工序检测数据采集、单据上传，实现质量评定信息线上录入、流转、统计及数据分析。（2）质量消缺：基于移动端或Web端开发质量缺陷追踪功能，支持填写消缺内容、责任人、消缺情况说明及上传附件，覆盖日常检查、整改、复查全流程管理，自动生成消缺报告。（3）质量验收：针对分项、分部、单位工程验收，辅助判别验收前提条件，计算合格率、优良率等指标，提供附件上传功能，线下验收后在系统内补充数据和附件。（4）施工方案审批：将单元工程施工方案与设计图纸、审批流程相关联，强化施工依据管理，对无图纸、无方案的施工单元进行预警提示。（5）第三方质量检测：由具备专业能力的独立机构依据标准规范实施，包含样品信息管理、检测信息记录、统计分析、处置流程跟踪等功能，支持检测日志和检测台账管理。（6）质量看板：通过柱图、折线图、统计列表等直观形式展示项目质量数据，包括工程问题、质量检验批报验等信息，为管理人员掌握质量动态提供数据支持。（7）质量交底：在分部、分项工程开工前，由技术、质量负责人向施工班组及管理人员开展专项交底，围绕设计图纸、技术规范、质量验收标准等进行全面说明，留存书面记录、影像资料及签字确认文件。1.8安全管理1）危险源管控：以设计文件、现场实际及安全施工管理规定为依（据，开展危险源识别与管控，明确危险源类别及等级，跟踪防治措施落实情况，实现危险源动态管理与可视化查询，对高级别危险源周期性发出预警提醒。（2）安全巡检：依托手机APP开展现场安全巡检，覆盖巡检记录、问题检查、整改跟踪、复查验证全流程管理，支持实时查看待整改隐患执行状态，追踪整改内容及实际闭合时间。（3）安全交底：结合人脸识别技术，通过手机APP实现智能签到，精准记录施工现场交底及安全班前会过程信息（含文字、图片、音频、视频等多媒体内容），数据同步至Web端形成可追溯台账。（4）教育培训：涵盖标准化工艺视频与操作手册管理，提供清单化培训考核机制及详细培训台账记录，通过系统化培训提升团队专业技能。（5）人员设备：人员管理聚焦施工、技术、管理人员，落实进场审核、岗前培训、持证上岗制度，动态更新人员台账；设备管理围绕施工机械、检测仪器等，规范进场验收、使用维护、检修保养及退场流程，建立设备台账，定期开展性能检测与安全排查。（6）应急管理：聚焦洪水、暴雨、地质灾害、设备故障等突发事件，建立"预防为主、防治结合、快速响应"的全流程管控体系，落实应急方案编制、物资储备、队伍组建、演练开展等工作。（7）安全体系：构建覆盖全员、全过程、全方位的安全生产管理