加速驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)(ADS)原理驗(yàn)證裝置的熱工水力分析.pdf

1、本文首先在中國先進(jìn)研究堆(CARR)的基礎(chǔ)上,利用CARR的乏燃料組建了ADS原理驗(yàn)證裝置的堆芯,中心預(yù)留有放置散裂靶核的空間(4個(gè)燃料組件),并提出了原理驗(yàn)證裝置整個(gè)主回路系統(tǒng)設(shè)計(jì)和主要參數(shù)。
　　由于ADS原理驗(yàn)證裝置處于次臨界下運(yùn)行,需要來自靶核反應(yīng)產(chǎn)生的外源中子維持穩(wěn)態(tài),故必須對(duì)RELAP5程序的點(diǎn)堆模型進(jìn)行修改,把外源中子加進(jìn)去,同時(shí)與加速器的功率建立關(guān)系,之后對(duì)程序進(jìn)行驗(yàn)證,滿足修改程序?qū)DS原理驗(yàn)證裝置次臨界反應(yīng)堆

2、的要求。
　　其次,完成原理驗(yàn)證裝置的整個(gè)系統(tǒng)建模和子通道建模。對(duì)于系統(tǒng)建模,涉及到下面子部件的建模:反應(yīng)堆堆芯、反應(yīng)堆水池、衰變箱系統(tǒng)、板式換熱器和主泵等;對(duì)于子通道建模,先確定原理驗(yàn)證裝置的徑向功率分布,之后相對(duì)功率最大的燃料組件就成為了子通道建模的對(duì)象(離散裂靶核最近的燃料組件)。
　　最后,原理驗(yàn)證裝置的系統(tǒng)和子通道安全分析。利用RELAP5程序?qū)υ眚?yàn)證裝置的系統(tǒng)模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)調(diào)試,之后對(duì)原理驗(yàn)證裝置可能涉及到的瞬態(tài)

3、及事故工況進(jìn)行安全分析,其中包括切斷質(zhì)子束再啟動(dòng)瞬態(tài)、未受保護(hù)外源加倍瞬態(tài)、未受保護(hù)瞬態(tài)超功率、完全失去流動(dòng)瞬態(tài)、完全失去熱阱瞬態(tài)和冷端小破口瞬態(tài)。結(jié)果顯示,燃料和包殼的溫度遠(yuǎn)低于熔化溫度;冷卻劑處于欠熱狀態(tài),沒有傳熱惡化;自然循環(huán)足夠帶走堆芯衰變熱;此外ADS本身就是在次臨界下運(yùn)行的,有足夠的安全性,當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí),可迅速切斷外加速器的質(zhì)子束流,反應(yīng)堆在足夠的次臨界水平下(‐3000pcm)運(yùn)行。
　　本文還就不同的keff對(duì)

4、ADS原理驗(yàn)證裝置進(jìn)行了敏感性分析,從安全性和經(jīng)濟(jì)性兩方面考慮得到了keff=0.97較合理。利用COBRA程序?qū)υ眚?yàn)證裝置的子通道模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)調(diào)試,由于子通道之間沒有橫向交混,故用RELAP5程序進(jìn)行建模對(duì)子通道的穩(wěn)態(tài)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證;最后對(duì)ADS原理驗(yàn)證裝置子通道模型的部分瞬態(tài)及事故工況進(jìn)行了熱工水力分析,其中涉及的瞬態(tài)工況有切斷質(zhì)子束再啟動(dòng)、外源加倍事故和失去冷卻劑,所有瞬態(tài)期間,燃料和包殼的最大溫度都小于熔化溫度,冷卻劑的溫度處