臺灣博碩士論文加值系統

本研究利用 RELAP5-3D 模擬馬鞍山核電廠大破口冷卻水流失事故 (Large Break Loss of Coolant Accident ,LBLOCA)，將壓力槽降流區及爐心做多維度模擬分析，觀察與傳統一維模式模擬結果的差異。
研究發現降流區多維度的模擬，造成降流區的反向極限流限制(Counter Current Flow Limitation)提早5到10秒解除，使緊急爐心冷卻水提早接觸爐心底部，進入再泛水期(Reflood)。使燃料護套溫度較一維模式提早下降，造成燃料護套尖峰溫度降低約10oF。且暫態過程中降流區橫向流動情形更為平順，減少了大幅度的來回震盪。
爐心多維度模擬則發現暫態開始不久後的爐心回吸水流能力減弱，以及再泛水後蒸汽挾帶液態水向上離開爐心的能力減弱，無法像一維爐心般讓冷卻水流重複通過爐心形成強烈的自體循環，冷卻爐心上部燃料；並且發現爐心入口水流集中往功率最高的流體通道流入冷卻的效果減弱，使得爐心多維度模擬的燃料護套尖峰溫度高於傳統一維模式，約240 oF到500oF，隨通道數增多而上升但有收斂的趨勢。
同時結合多維度爐心與降流區模擬時，研究發現結果除同時保有上述結果的特性外，並看到降流區多維度模式使再泛水階段提早外，提高爐心多維度模式的液態水挾帶能力，但仍不及一維模式的爐心自體循環能力，因此燃料護套溫度仍較一維模式來得高30 oF到120 oF，但比起單純只有爐心多維度模式而言已降低許多。

摘 要 i
Abstract ii
誌謝詞 iv
目 錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 序 章 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究方法 1
1.3 論文架構 1
第二章 RELAP5程式簡介 2
2.1 RELAP5程式簡介 2
2.2 多維度元件介紹 2
第三章 馬鞍山電廠及一維輸入模式簡介 6
3.1 馬鞍山電廠簡介[3] 6
3.2 RELAP5-3D 馬鞍山電廠一維輸入模式簡介 6
第四章 爐心與降流區多維度輸入檔的建構 13
4.1 降流區多維度建構 13
4.1.1 幾何結構建立 13
4.1.2 熱結構建立 13
4.2 爐心多維度建構 14
4.2.1 幾何結構建立 14
4.2.2 熱結構建立 15
4.2.3 輻射熱傳模式建立 16
4.2.4 其他設定 17
4.3 爐心與降流區多維度建構 18
第五章 爐心與降流區多維度冷卻水流失事故暫態模擬分析 28
5.1.1 燃料護套尖峰溫度結果比較 28
5.1.2 降流區流體流動情形比較 29
5.1.3 其他參數比較 31
5.1.4 結 語 31
5.2 爐心多維度暫態分析 32
5.2.1 燃料護套尖峰溫度結果比較 32
5.2.2 降流區水流移動比較 33
5.2.3 爐心水流比較 34
5.2.4 爐心自體循環現象之觀察 37
5.2.5 其他參數比較 39
5.2.6 結 語 39
5.3 爐心與降流區多維度暫態分析 40
5.3.1 燃料護套尖峰溫度結果比較 40
5.3.2 降流區水流移動比較 41
5.3.3 爐心水流比較 42
5.3.4 其他參數比較 44
5.3.5 結 語 44
第六章 結 論 121
參考文獻 124
附錄A 125
A.1 RELAP5使用問題 125
A.2 RELAP5-3D 多維原件使用問題討論 129
A.2.1 前言 129
A.2.2 多維度爐心流道驗證 129
A.2.2.1 RELAP5-3D 驗證模式介紹 129
A.2.2.2 RELAP5-3D 驗證結果 130
A.2.2.3 結論 131
附錄B 138
B.1 模式轉換的原因 138
B.2 模式加入輻射熱傳模式 139
B.3 最佳估算模式與Appendix K模式轉換[5][6] 139

[1] 馬鞍山電廠RELAP5/3DK 一維輸入檔，由國立清華大學認證分析技術研發與應用實驗室，梁國興博士提供
[2] 國立清華大學認證分析技術研發與應用實驗室，「核三 REDLP5_3d_ISO計算書」
[3] 台灣電力公司，「核三廠核能發電訓練教材」
[4] 核三廠特定周期爐心燃料束功率資訊，由台灣電力公司，周齡曜先生提供
[5] 馬鞍山電廠RELP5/3DK一維輸入檔搭配之輻射熱傳模式輸入檔，由國立清華大學認證分析技術研發與應用實驗室，梁國興博士提供
[6] http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/cfr/part050/part050-appk.html, U.S. NRC
[7] “RELAP5-3D code manual”, Volume 1,Ver.2.4, Idaho National Laboratory, June 2005