热电一体化微型空间堆堆芯物理方案设计

发布时间：2024-04-20 00:01

　　热电一体化微型空间堆将堆芯和斯特林热电转换单元集成布置于压力容器内,具有热电转换效率高、结构紧凑、功率密度高及安全性好等特点。本文采用蒙特卡罗程序MCNP对热电一体化微型空间堆进行精细建模,通过合理选取燃料种类、反射层尺寸及控制鼓参数,优化了堆芯物理方案,初步分析了堆芯的中子学特性。结果表明,优化后的热电一体化微型空间堆堆芯满足掉落事故临界安全、动态反应性及运行寿期要求,具有足够大的控制鼓价值及功率分布均匀合理等特点。

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【部分图文】：

图1ACMIR反应堆结构示意图[8]

ACMIR主要由堆芯、堆内构件、反射层、旋转控制鼓、压力容器、动力活塞、配气活塞、直线电机、回热器及屏蔽结构等组成。图1为ACMIR反应堆结构示意图。堆芯和热电转换单元布置于压力容器内,堆内构件固定在压力容器侧壁上,并将压力容器底部分隔成2个同心的圆柱形空间。冷却剂氦气在外部空间....

图2ACMIR堆芯物理方案优化设计流程图

首先,选取燃料元件形式及燃料种类;其次,确定反射层尺寸,包括轴向反射层厚度、径向反射层高度和厚度;再次,确定控制鼓数目、控制鼓吸收体厚度和吸收体张角等参数;最后,开展掉落事故临界安全和动态反应性分析研究,校核初始剩余反应性、停堆深度、控制鼓价值及燃耗深度等是否符合要求;如果不满足....

图3堆芯临界体积随235U富集度变化曲线

ACMIR堆芯活性区采用与气体膨胀室相同的圆形横截面,便于冷却剂流动,同时采用成熟的棒状燃料元件。计算得到径向和轴向反射层厚度均为8cm、径向反射层中不设控制鼓及陶瓷型燃料UN和UO2时,堆芯临界体积随235U富集度的变化曲线,如图3所示。由图3可见,堆芯临界体积随235U富集....

图4keff和反射层总质量mr随径向反射层

固定轴向反射层厚度为8cm,改变径向反射层厚度,计算得到keff和反射层总质量mr随径向反射层厚度dr的变化曲线,如图4所示。由图4可见,keff随dr的增加而增加,其增长速率逐渐减小;mr随dr的增加呈线性增长。综合考虑反射层效果和经济性,选取的径向反射层厚度为10cm。2....

本文编号：3958575