高燃耗壓水堆堆芯物理特性研究.pdf

1、隨著經(jīng)驗(yàn)的積累和技術(shù)發(fā)展的進(jìn)步,壓水堆的平均卸料燃耗深度不斷的增加。過去的30年燃耗深度增加了一倍。燃耗的增加,使燃料循環(huán)成本下降;增加了堆內(nèi)燃料管理操作靈活性;減少每年排出的乏燃料。但是,高燃耗堆芯中,與安全有關(guān)的堆芯物理特性參數(shù)可能發(fā)生變化,需要對這些參數(shù)需要重新進(jìn)行研究。
　　為研究高燃耗堆芯的性能,本文以秦山二期反應(yīng)堆作為參考的堆芯。通過對不同富集度下單批次裝料堆芯的燃耗計(jì)算,建立單批次卸料燃耗與裝料富集度的關(guān)系。利用線性

2、反應(yīng)性模型,建立卸料燃耗深度、初始富集度、批料數(shù)、循環(huán)長度的關(guān)系,并分析兩種實(shí)現(xiàn)高燃耗的方法。以水鈾比和富集度為特征變量,分析中子能譜對高燃耗堆芯設(shè)計(jì)的影響。本文通過改變初始富集度、批料數(shù)、循環(huán)長度,設(shè)計(jì)一個高燃耗平衡循環(huán)堆芯。用CASMO-4/SIMULATE-3建立堆芯模型,并計(jì)算在平均卸料燃耗大于60MWd/kg燃耗深度下與安全有關(guān)的堆芯徑向功率分布、控制棒價值、硼微分價值、溫度系數(shù)、停堆深度等堆芯物理特性參數(shù)。主要分析這些參數(shù)在

3、不同運(yùn)行狀態(tài)(溫度、毒物、硼濃度等不同)下隨著循環(huán)燃耗的變化。
　　研究表明,增加換料批數(shù)是實(shí)現(xiàn)高燃耗最有利的選擇;雖然增加水鈾比可以增加燃耗深度,但同時循環(huán)長度會下降。高燃耗可以通過高富集度、多批次換料和改變裝載方案來實(shí)現(xiàn),而且,堆芯分析表明與安全有關(guān)的參數(shù)都能處于邊界限值以內(nèi)。在高燃耗堆芯中,不論是否有可燃毒物,硬化的中子能譜使慢化劑溫度系數(shù)絕對值增大,并隨著循環(huán)燃耗的增加而增加;燃料溫度系數(shù)變化不顯著。在高燃耗情況下,由于硼