核反應(yīng)堆物理分析10

《核反應(yīng)堆物理分析10》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、吳宏春西安交通大學11堆芯物理設(shè)計基礎(chǔ)2堆芯初始參數(shù)的選擇3堆芯物堆芯物理設(shè)計計算設(shè)算4反應(yīng)堆物理啟動試驗5換料堆芯安全評價211堆芯物理設(shè)計基礎(chǔ)常用的設(shè)計準則包括：()(1)堆芯具有負的反應(yīng)性反饋堆具有負的反應(yīng)性反饋(2)最大反應(yīng)性的引入率不超過限制(3)反應(yīng)堆具有足夠的停堆裕量(4)()反應(yīng)堆滿足平均和最大燃耗深度限值應(yīng)堆滿均大燃耗深度值(5)反應(yīng)堆運行中不發(fā)生功率振蕩堆芯物理設(shè)計主要包括三方面的內(nèi)容：（1）提出初始的堆芯參考方案，計算堆芯壽期內(nèi)剩余反應(yīng)性的變化、反應(yīng)堆功率隨空間和時間的變化以及功率功率不均勻系

2、數(shù)均勻系數(shù)，確保堆芯設(shè)計滿確保堆芯設(shè)計滿足反應(yīng)堆壽期要求應(yīng)堆壽期求和功率不均勻性的限值。（2）在反應(yīng)性控制方案設(shè)計中，通過計算反應(yīng)堆運行過程中的各種反應(yīng)性效應(yīng)，包括堆芯各類反應(yīng)性反饋括堆各類反應(yīng)性反饋系數(shù)，如燃料溫度系數(shù)、慢化劑溫度系數(shù)；反應(yīng)堆功率虧損；各種裂變產(chǎn)物中毒的效應(yīng)以及各種控制毒物的價值等，設(shè)計合設(shè)計合理的反應(yīng)性控制方案以確保能夠在的應(yīng)性控制方案確保能夠在反應(yīng)堆運行過程中有效地控制和補償反應(yīng)性的變化，并確保反應(yīng)堆具有足夠的停堆裕量并確保反應(yīng)堆具有足夠的停堆裕。（3）在堆芯燃料管理方案設(shè)計中，通過燃耗分析并

3、根據(jù)燃耗計算結(jié)果根據(jù)燃耗算，進行燃料管理方案優(yōu)化和換料行燃料管方案換料安全評價，使得反應(yīng)堆在滿足安全限值的條件下實現(xiàn)更好的經(jīng)濟效益。22堆芯初始參數(shù)的選擇燃料參數(shù)的確定燃料初始參數(shù)的選擇通常包括燃料富集度的確定燃料始數(shù)擇通常燃料集度確、燃料棒徑的選擇、包包殼材料及厚度以及燃料柵格的水鈾比。根據(jù)線性燃耗的假燃設(shè)，可以初步給出某個卸料燃耗深度目標卸料燃耗深度目標下的的富集度選擇范圍。燃料棒直徑的選擇需要綜合考慮物理和熱工的影響。從物理的角度看，燃料棒越細，空間自屏效應(yīng)的影響越小，逃脫共振俘獲概率會減小，同樣富集度下會降

4、低燃料的初始剩余反應(yīng)性。從熱工的角度看，在滿足燃料表面熱流密度要求的條件下條件，更細的燃料棒意味著線功率密度的減小燃棒意味著密度，從而增大了熱工裕量，有利于反應(yīng)堆安全。燃料棒變細帶來的燃料平均溫度降低也減小了溫度效應(yīng)導致的反應(yīng)性損失溫度效應(yīng)導致的反應(yīng)性損失，補償補償一部分由于部分由于共振吸收增大導致的反應(yīng)性減低。壓水堆的燃料棒直徑壓水堆的燃料棒直徑一般選擇在般選擇在9～1010mm0。目前常見的包殼材料主要有鋯合金和不銹鋼前常的包殼材主有鋯合金銹鋼。二者相比，不銹鋼具有較大的熱中子吸收截面，尤其是在壓水堆中其中子學

5、性能較差，目前的壓水堆主要采目前的壓水堆要采用鋯合金的包殼，如ZZr-4合金。包包殼的厚度主要考慮結(jié)構(gòu)強度的要求度主考慮構(gòu)度。隨著隨著反應(yīng)應(yīng)堆的運行，裂變氣體會顯著增大包殼內(nèi)的壓力，因此，包殼厚度必須滿足在最大卸料燃耗深度包殼厚度必須滿足在最大卸料燃耗深度下結(jié)構(gòu)的完整包殼厚度須滿足在最大卸料燃耗深度下結(jié)構(gòu)的完整結(jié)構(gòu)的完整性，一般選擇般選擇050.5～0606mm0.6mm。水/鈾鈾比的選擇的選擇壓水堆設(shè)計應(yīng)選擇欠慢化的燃料柵格參數(shù)，目前，壓水堆燃料組件內(nèi)柵格的水鈾比壓水堆燃料組件內(nèi)柵格的水鈾比一般設(shè)計為般設(shè)計為12

6、1.2～131.3左右。堆芯幾何大小的確定在給定堆芯額定功率的基礎(chǔ)上在給定堆額定功率的基礎(chǔ)，通過線功率密度的限值確定堆芯燃料棒的需求量，并進而給出初始的堆芯高度和等效直徑以及燃料的總裝載量燃。堆芯內(nèi)燃料棒的總數(shù)堆內(nèi)燃料棒的總數(shù)N可由下式確定由式確定：FPFfQN?qHmax總的被控總的被控反應(yīng)性的確定應(yīng)性的確定33堆芯物堆芯物理設(shè)計計算設(shè)計計算主要內(nèi)容包括：堆芯燃耗和燃料管理計算功率能力計算反應(yīng)性控制計算反應(yīng)性系數(shù)計算動態(tài)參數(shù)計算等。堆芯燃耗和燃料管理計算為熱工水力設(shè)計、燃料性能分析、反應(yīng)堆功率能力和反應(yīng)性控制計算

7、提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，并確保反應(yīng)堆從第并確保反應(yīng)堆從第一循環(huán)堆芯至平循環(huán)堆芯至平衡循環(huán)的燃料管理方案在技術(shù)上是可行的燃方可行，為最終安安全分析報告(FSAR)()提供數(shù)據(jù)支持。堆芯燃耗計算是在堆芯熱態(tài)滿功率(HFP)、控制棒全提()(ARO)條件下進行的。15堆芯功率能力計算算主要目的是確定正常運行工況(I類工況)的運行限值和非正常瞬態(tài)工況(II類工況)的保護定值。16為了獲得以上限值，必須對堆芯徑向和軸向功率分布進行計算。堆芯的功率分布在反應(yīng)堆運行過程隨程中會隨著燃耗著、控制棒的移動等堆芯狀態(tài)的改變等堆態(tài)變而發(fā)生不斷的

8、變化，因此需要計算堆芯各種典型狀態(tài)態(tài)下的功率峰因子以評價堆芯在各種運行工況下的態(tài)下的功率峰因子以評價堆芯在各種運行的功率峰因以評價堆芯在各種運行況況下的的功率分布。由由于慢化劑密度差異及控制棒插入等影響慢化劑密度差異控制棒插入等影響，堆芯軸向功率分布并非上下對稱的形式，通常壽期初功率峰在堆芯下部而壽期末會發(fā)生期初功率峰在堆芯下部而壽期末會發(fā)生一定的變功率峰在