板型元件小型反应堆物理实时仿真

发布时间：2020-06-11 08:04

【摘要】：中、小型一体化反应堆与传统的大型商业堆相比,有如下优点:系统更简单、安全性能更好、造价成本更低、功能用途更广、选址要求更低,国际上关于小型堆的研究工作也很多。相对于棒状燃料元件,板状燃料元件在相同堆芯体积下有更大的功率密度,更好的燃料稳定性,所以板型燃料元件小型反应堆的经济性与安全性能更好。而由于板型燃料元件的特殊性,用于商业发电的经验比较少,所以开发板型小型堆的实时仿真程序是很有必要的。首先,本文以二维栅格燃耗计算程序HELIOS-1.11以及三堆芯物理实时仿真程序REMARK为基础,并以IAEA-10的MTR型反应堆为研究对象,建立了适用于板型燃料元件小型反应堆堆芯物理分析程序。在程序的建立过程中,利用HELIOS-1.11对MTR型标准燃料组件进行了详细的分析讨论,得出了在花费代价最小的情况下得出最准确计算结果的最佳计算方案。在对REMARK程序改进过程中,模型仍采用三维两群带六组缓发中子的中子动力学模型,引入改进的准静态近似方法对模型进行求解。同时加入了以反应堆周期为调节因子的反应堆功率控制程序,以实现控制棒临界棒位的自动搜索功能。并对所建立的程序进行了相关物理参数的验证,结果表明所建立的程序对板型元件小型堆的计算是合适的。其次,以建立的板型元件分析程序为基础,中国先进研究堆(CARR)为研究对象,建立了中国先进研究堆的堆芯物理实时仿真程序。程序中考虑了燃耗、燃料温度、慢化剂密度等对反应截面的影响,对产生截面参数的拟合法进行了分析研究。并对稳态时相关物理参数进行了分析对比,结果表明计算值与实际值的误差是在可接受范围内的,建立的程序可以满足计算精度及速度要求。最后,在GSE平台上将CARR实时仿真程序和实时热工仿真程序THEATRe进行耦合,实现了两个实时性程序间的耦合,并对耦合程序的计算结果进行了分析。同时,对CARR的一些瞬态过程进行了仿真,证明耦合是成功的。
【图文】：

燃料元件,板型,堆芯,核电

电仿真技术发展现状逡逑仿真技术伴随着核电的发展运用而生，经过几十年的发展技术已经比较成熟，核电安全性及经济性的提高，核电仿真技术在计算速度和计算精度上有待进技术在核电方面的应用大体可以分为两类，一类是用于核电厂设计、安全分非实时分析计算程序。这类程序在计算时间上要求不高，但是在计算精度上

燃料组件,标准燃料,燃料板,芯体

图２．１邋ＩＡＥＡ－１０堆芯布置图逡逑标准燃料组件内有２３块燃料板，平行等间距排列在燃料组件内，芯体材料采用富逡逑集度为２０％的ＵＡ１Ｘ－Ａ１燃料，包壳选用铝，见图２．２的ａ所示。逡逑控制体燃料组件内有１７块燃料板，平行等间距排列在燃料组件内，，２块控制板，控逡逑制材料为Ａｇ－Ｉｎ－Ｃｄ。通过吸收体补偿反应堆内的剩余反应性，并实现反应性控制、启动、逡逑停堆、调节功率，见图２．２的ｂ所示。逡逑＿＿逦°－４７５组件支撑板—ｌ＾ｐ１７５逦°Ｎ７５导向ｔ逦吸收体逡逑／邋ｏ．ｐ１邋燃料芯体逦１－．一“丨—…。丨‘■丨－逡逑．／逦１逦／逦－－逦包壳０＿邋0５１燃料芯体0．邋２逡逑￣０邋０３８逦ｔ逦ｆ逦…三逡逑°－邋ｆ２３逦０．邋０３８逡逑８．邋０５邋逦＾逦逦逦邋｜逦0．令２３逡逑逦逦逦逦逦１逦８．邋Ｏｆ邋土邋■邋■逦N逡逑１逦１逦６．３０－逦——逡逑＜逦６．３０逦逦＞逦０－１２７逦0．邋５７３邋支撑板逡逑＾逦邋１邋——逡逑＜逦６．邋６５逦逦＞逦Ｔ逡逑—逦邋Ｉ—逦—逦６７６５邋１逦ｉ－逡逑＜逦７．邋６０逦逦＞逦＜逦邋７．６０邋逦＞逡逑单位：ｃｍ逦单位：ｃｍ逡逑ａ标准燃料组件示意图逦ｂ控制棒组件示意图逡逑图２．２邋ＩＡＥＡ－１０的组件示意图逡逑２．２程序的建立逡逑程序的建立按照传统的非均匀堆的功率计算步骤进行。首先
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TL329.2

【参考文献】