铅铋冷却反应堆补偿棒组件初步设计与分析

发布时间：2020-12-25 00:53

　　铅基反应堆作为新型反应堆系统,使用铅基合金作为冷却剂,具有中子经济性好、嬗变效率高、传热能力强、安全性好等优点,具有良好的发展前景。在铅基反应堆中,补偿棒组件负责反应堆正常运行工况下大部分反应性的控制任务,对反应堆运行和控制安全尤为重要。本文结合国际上快中子反应堆控制棒组件设计经验,针对补偿棒组件面临的液态铅铋共晶体（Lead Bismuth Eutectic-LBE）高密度高浮力服役环境,讨论了补偿棒组件的反应性控制、结构应力以及热工水力方面的设计要求和基准,在此基础上,研究分析并提出了一种满足LBE服役环境要求和相关设计基准的补偿棒组件方案,该方案采用密闭式的重力落棒方式,可以保证反应堆在冷却剂丧失事故下的安全停堆能力。其结构部件主要有：吸收体棒束、棒束抓手、配重、内套筒、传力杆、内套筒封头以及外套管。根据以上构件概念,通过中子学分析,如临界计算、燃耗计算以及结构设计和应力计算研究了补偿棒组件内主要构件,如吸收体棒束、内套筒以及配重的主体结构参数,优化设计得到了各构件初步结构方案。同时该组件方案通过优化设计内套筒结构,较好地解决了大质量配重引入对补偿棒组件整体结构及其他构件造成的影... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

世界各国核电在役机组数量

总装机容量174.34GWe;37个国家拟建318台核电机组，总装机容量359.75GWe[2],发展势头强劲。世界在役核电站分布及在建核电站比例分别示于图1.1与图1.2。-Efik —邏觀怨^歡：效膨:避觀％^74 IIS ~肩_-如节人醫邏19 ■中H 木 mm/.W///"',////mmm so 。^ ？关闻鍾(-..???????????^^^??? i(M 0 50 100 16%feiliwaa 审图1.1世界各国核电在役机组数量 图1.2各国核电在建机组比例2011年日本福岛核事故影响了一部分国家政府的决策，如德国、意大利和瑞士等[3]，在经历了两年多的低谷后，世界核电的发展呈现出走出日本福岛核事故阴霾的趋势[415]。与此同时，福岛核事故也让国际社会进一步认识到核能发展面临的问题主要有以下三个方面：(1)安全问题：核电安全一直是各国政府、公众普遍关注的问题，在美国三里岛核事故、前苏联切尔诺贝利核事故，特别是在2011年日本福岛核事故之后，核电安全问题更是被广泛讨论甚至质疑，并引发各国退核化浪潮。为更好地解决核电安全问题，各国政府及科研机构将研宄重点集中在以下三点：第一，发展下一代先进反应堆系统

图1.3与1.4为其结构示意图[52]。由图可见，补偿棒组件主要由以下两部分组成。(1)不移动的导向装置：由导向管、中子屏蔽块以及组件管脚等组成。(2)可移动的吸收体棒束：因为对快中子的中子吸收截面仅为2.6b左右，自屏效应和互屏效应都比较小，故吸收体棒直径可设计为15?20mm，可以釆用吸收体棒束的结构形式。由图1.3与1.4可见，ALFRED补偿棒组件吸收段为若干根吸收体棒规则排列成的吸收体棒束，由固定在吸收体棒上下端塞上的棒束抓手约束其相对位置。


本文编号：2936630