熔盐堆反应性引入事件初步分析

发布时间：2021-10-17 10:37

　　熔盐堆是以流动的氟化物作为燃料的新型反应堆堆型，具有良好的中子经济性、固有安全性、可在线后处理、可持续发展、防核扩散等优点，被第四代国际核能论坛确定为六种第四代先进核能系统的候选堆型之一。TMSR液态钍基熔盐堆是中国科学院在先导科技专项之钍基熔盐堆核能系统项目的研究目标之一，主要是发展第四代先进核能系统技术。但核能发展的经验告诉我们，反应性引入分析一直是反应堆安全研究的重点，这在熔盐堆中也不例外。由于熔盐堆中使用的燃料具有流动性，具有高温、低压、强腐蚀性等特性，在燃料形态、堆芯温度、堆芯压力等方面不同于传统的固体燃料反应堆，从而其反应性引入分析也具有不同之处。本文以TMSR液态钍基熔盐堆为研究对象，分析了熔盐堆的始发事件和事故类型，建立熔盐堆的反应性引入分析模型，并计算和分析了在LiF-BeF2-ZrF4-UF4、LiF-BeF2-ZrF4-ThF4-UF4无钍和含钍两种不同燃料下的反应性相关参数、有效缓发中子，最后初步研究了反应性阶跃引入、反应性线性引入、燃料熔盐失流、燃料入口温度过冷等不同反应性引入状态情况下的功率和温度瞬变情况。通过本研究，可以了解TMSR液态钍基熔盐堆在反应性引... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市

【文章页数】：144 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
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表目录
1 引言
    1.1 研究背景和意义
    1.2 熔盐堆发展概况
    1.3 熔盐堆安全分析
        1.3.1 熔盐堆特点
        1.3.2 熔盐堆的安全分析概况
        1.3.3 反应性引入分析
    1.4 研究内容
2 TMSR 液态钍基熔盐堆的始发事件与事故类型
    2.1 压水堆的事故类型
    2.2 高温气冷堆的事故类型
    2.3 纳冷快堆的事故类型
    2.4 熔盐堆的事故分类
        2.4.1 事故分类依据
        2.4.2 假想始发事件
        2.4.3 运行工况分类
    2.5 本章小结
3 TMSR 液态钍基熔盐堆反应性相关系数的计算
    3.1 TMSR 液态钍基熔盐堆的基本参数
    3.2 计算程序介绍
        3.2.1 MCNP5 程序介绍
        3.2.2 NJOY 截面加工程序介绍
    3.3 MCNP5 计算模型
        3.3.1 不同温度截面数据库的加工
        3.3.2 MCNP5 计算模型的建立
    3.4 TMSR 液态钍基熔盐堆的中子能谱与中子通量密度
        3.4.1 中子能谱分析
        3.4.2 中子通量密度计算
    3.5 TMSR 液态钍基熔盐堆的反应性温度系数
        3.5.1 原理与方法
        3.5.2 计算结果与分析
    3.6 TMSR 液态钍基熔盐堆的反应性功率系数
        3.6.1 计算原理与方法
        3.6.2 计算结果与分析
    3.7 本章小结
4 TMSR 液态钍基熔盐堆反应性引入分析模型
    4.1 熔盐堆中子扩散模型
        4.1.1 中子通量密度方程的推导
        4.1.2 缓发中子先驱核浓度方程的推导
    4.2 熔盐堆点堆中子动力学模型
        4.2.1 中子通量函数方程的建立
        4.2.2 缓发中子先驱核浓度方程的建立
    4.3 堆芯热传输模型
    4.4 模型方程的求解
        4.4.1 求解方法与程序
        4.4.2 求解程序的编写
    4.5 MSRE 熔盐实验堆的基准验证
        4.5.1 有效缓发中子损失份额的基准验证
        4.5.2 启泵与停泵状态的基准验证
    4.6 本章小结
5 TMSR 液态钍基熔盐堆有效缓发中子的影响分析
    5.1 有效缓发中子份额的计算方程
    5.2 堆芯正常运行时的缓发中子分布
    5.3 不同质量流速下的缓发中子分布
    5.4 本章小结
6 TMSR 液态钍基熔盐堆反应性引入瞬变的影响分析
    6.1 TMSR 液态钍基熔盐堆反应性阶跃引入
        6.1.1 无钍燃料下的反应性阶跃引入
        6.1.2 含钍燃料下的反应性阶跃引入
    6.2 TMSR 液态钍基熔盐堆反应性线性引入
        6.2.1 无钍燃料下的反应性线性引入
        6.2.2 含钍燃料下的反应性线性引入
    6.3 燃料失流的反应性引入
        6.3.1 无钍燃料下的燃料失流
        6.3.2 含钍燃料下的燃料失流
    6.4 燃料入口温度过冷的反应性引入
        6.4.1 无钍燃料下的燃料入口温度过冷
        6.4.2 含钍燃料下的燃料入口温度过冷
    6.5 计算结果讨论与分析
    6.6 本章小结
7 总结与展望
    7.1 主要成果
    7.2 创新点
    7.3 存在的不足与展望
参考文献
附录
论文发表情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国核安全法规标准体系探讨[J]. 赵光辉,张国强,袁霞,于勇,赵侠.  原子能科学技术. 2012(S2)
[2]期待“中国三代”加速发力[J]. 温鸿钧.  中国核工业. 2012(11)
[3]未来先进核裂变能——TMSR核能系统[J]. 江绵恒,徐洪杰,戴志敏.  中国科学院院刊. 2012(03)
[4]截至目前各国二氧化碳减排目标一览[J]. 舟丹.  中外能源. 2011(11)
[5]中国实验快堆的安全特性[J]. 徐銤.  核科学与工程. 2011(02)
[6]如何在保障中国经济增长前提下完成碳减排目标[J]. 林伯强,孙传旺.  中国社会科学. 2011(01)
[7]我国核安全法律体系研究[J]. 花明,陈润羊.  核安全. 2009(01)
[8]国际核能应用及其前景展望与我国核电的发展[J]. 欧阳予,汪达升.  华北电力大学学报(自然科学版). 2007(05)
[9]我国核安全法规概述[J]. 马立毅,王建英.  辐射防护通讯. 2007(02)
[10]中国高温气冷堆核电示范工程环境辐射影响初步分析[J]. 曲静原,曹建主,李红,刘原中,方栋.  核动力工程. 2006(06)



本文编号：3441619