低慢化壓水堆堆芯物理特性研究.pdf

1、低慢化壓水堆基于當(dāng)前成熟的壓水堆技術(shù),同時(shí)又具有高轉(zhuǎn)換比和使用輕水堆的乏燃料等優(yōu)點(diǎn),由此低慢化壓水堆可以作為快堆和熱堆一個(gè)過渡方案,對(duì)于核電的發(fā)展,具有重要意義。但由于低慢化壓水堆堆芯設(shè)計(jì)與當(dāng)前壓水堆堆芯設(shè)計(jì)會(huì)有不同,這樣就造成一些有關(guān)安全的堆芯物理特性參數(shù)的改變,同時(shí)堆芯對(duì)應(yīng)的熱工安全參數(shù)也會(huì)隨之變化。需要對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行研究。
　　本文使用HELIOS程序?qū)υO(shè)計(jì)的低慢化壓水堆進(jìn)行計(jì)算分析。首先通過改變組件柵格結(jié)構(gòu)和燃料富集度,定

2、性分析其各自對(duì)轉(zhuǎn)換比和燃耗的影響,同時(shí)分析利用HELIOS建模計(jì)算時(shí),系統(tǒng)區(qū)域劃分、能群選取以及邊界角度離散化對(duì)最終結(jié)果的影響,確定最終HELIOS堆芯建模方案。之后基于單區(qū)組件和分區(qū)組件,以及分別采用MOX燃料和钚釷燃料,最終提出四種低慢化壓水堆設(shè)計(jì)方案,并從燃耗、轉(zhuǎn)換比、燃料溫度系數(shù)、慢化劑溫度系數(shù)、空泡系數(shù)、停堆深度等六個(gè)方面,將這四種方案進(jìn)行對(duì)比。最后使用Relap5程序,從堆芯出口含氣率、燃料包殼表面溫度,燃料中心最高溫度、M

3、DNBR等四個(gè)方面出發(fā),對(duì)本文所設(shè)計(jì)的低慢化壓水堆進(jìn)行初步的熱工安全分析。
　　最終研究結(jié)果表明:減小水鈾體積比是提高壓水堆轉(zhuǎn)換比的有效方式。而提高燃料富集度,會(huì)減小反應(yīng)堆中可轉(zhuǎn)換材料所占比重,不利于反應(yīng)堆轉(zhuǎn)換比的提高;在利用HELIOS對(duì)堆芯進(jìn)行建模計(jì)算時(shí),與系統(tǒng)區(qū)域劃分以及能群選取相比,角度離散化對(duì)最終結(jié)果影響最大;四種低慢化壓水堆設(shè)計(jì)方案都進(jìn)行了相應(yīng)的堆芯物理特性計(jì)算,所得結(jié)果均能滿足安全要求,尤其是采用钚釷燃料,相對(duì)較低的