课程编号:00390360

课程名称：核电厂仿真综合实验

英文名称：ComprehensiveExperiment on Nuclear Power Plant Simulation

学    分：2

学    时：2周

适用对象:核工程与核技术专业本科生

先修课程：核反应堆物理分析、反应堆热工分析、压水堆核电站系统与设备、核反应堆仪表、核反应堆控制与保护、反应堆安全分析。

一、课程性质、目的和任务

加深对反应堆物理、反应堆热工分析、压水堆核电站控制和反应堆安全分析等相关课程的理解；通过分析核电站主要核参数和热工参数在负荷变化时的变化趋势，理解核岛主要系统与设备的动态特性；通过模拟压水堆故障瞬态事件，了解保护系统和安全专设系统的触发逻辑。

掌握通用压水堆仿真机的基本操作；加强学生对核电站生产流程，主要系统与设备的认识；使用仿真机进行压水堆基本操作，并对主要核参数和热工参数的变化趋势分析相应系统或设备的动态特性；理解和认识棒控系统、稳压器压力控制系统、稳压器水位控制系统、蒸汽发生器压力控制系统蒸汽发生器水位控制系统、蒸汽旁排控制系统、保护系统的功能和基本原理；使用仿真机进行汽机跳闸\反应堆停堆和恢复操作；使用仿真机模拟压水堆故障瞬态事件。

二、教学基本要求

掌握运用通用压水堆仿真机，模拟压水堆基本操作、瞬态恢复和故障瞬态事件，并能根据主要核参数和热工参数的变化分析系统动态特性和保护系统\安全专设的触发逻辑。巩固反应堆物理分析、反应堆安全分析的相关知识点，加深对压水堆核电厂控制系统的组成、功能任务以及主要过程参数如反应堆功率、稳压器压力和液位、蒸汽发生器液位等的控制原理的认识。

三、实验内容及学时分配

实验一核电站仿真机和AP1000核电站简介（演示性实验，2学时）

核电仿真机的用途、AP1000核电站的基本流程和非能动安全系统

实验二仿真机基本操作（验证性实验，2学时）

仿真机启动；更改初始条件；冻结/运行；切换界面；加入故障；手/自动切换。

实验三压水堆基本操作（综合性实验，10学时）

电站负荷调度模式：机跟堆模式；电站负荷调度模式：堆跟机模式；降至0功率。

实验四压水堆瞬态恢复（综合性实验，6学时）

汽机脱扣和恢复；反应堆停堆和恢复。

实验五压水堆故障瞬态事件（综合性实验，10学时）

所有给水水位控制阀关闭失败；蒸汽发生器#1蒸汽流量显示错误；给水水位控制阀#1打开失败；给水水位控制阀#1关闭失败；蒸汽发生器主给水泵停机；汽机节流阀压力变送器（的值）达到低限；所有大气安全阀打开失败；汽机旁通阀关闭失败；伪汽机脱扣；稳压器#2到#6加热器故障打开；RC容积上充阀(CV12)打开失败；RC容积下泄阀(CV12)打开失败；稳压器卸压阀打开失败；一束黑棒束落棒；所有黑棒束只能处于手动调节模式；反应堆快速降功率/阶跃降功率均失败；反应堆冷却剂泵P1失效；环路1中2台反应堆冷却剂泵失效；主蒸汽管100%爆管；RC热段#1LOCA破裂。

四、考核方式

1.实验准备：根据学生预习效果和对实验准备的完善程度给分，占总分的15%；

2. 实验操作：占总分的50%，灵活采用以下两种方式考核：

(1)随堂测试：在仿真过程中，按要求填写各种工况和事故下核参数和过程参数记录表格，对参数变化趋势作出分析。

(2)实际操作能力考查：考查学生做出规定要求操作，如升\降功率、投入某个故障等，观察其操作步骤是否正确。

3. 实验报告：根据实验报告的条理性、准确性、全面性给分，占总分的35%。

五、对学生能力培养的体现

在仿真实验中，学生需观察和记录许多核电厂运行参数，并根据瞬态相关主要参数的变化趋势，分析分析核电厂运行或故障瞬态主要现象原因。从而能提高学生的观察力和综合分析能力。

六、推荐实验教材和参考文献

实验教材：《先进压水堆核电站仿真机》（译），International Atomic Energy Agency，2005年8月，第3版

参考文献：

1.《压水堆控制》，张建民，西安交通大学出版社，2003年6月，第1版

2.《核反应堆控制》，张建民，西安交通大学出版社，2002年6月，第1版

3. 《压水堆核电厂的运行》，朱继洲，原子能出版社，2008年，第2版

4.《非能动安全先进核电厂AP1000》，林诚格，原子能出版社，2008年，第1版

5.《核反应堆安全分析》，朱继洲，西安交通大学出版社, 2007年，第2版

七、说明

所用仿真软件为IAEA提供的通用压水堆仿真软件(IAEA generic pressurized water reactor simulator)，配套教材为《Pressurized Water Reactor Simulator: Workshop Material》（已译成中文）。其仿真精度和功能对认识压水堆核电站生产流程、主要系统的动态特性、各种事故工况下系统的响应和专设的动作还是足够的。

大纲制订人：周世梁

大纲审定人：马雁

大纲校对人：郝祖龙、臧启勇

制订日期：2018年4月4日

注：（1）页面设置为 纸型：A4；页边距：上3.5cm，下3.2cm，左2.3cm，右2.3cm。

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