事故工況下對(duì)熔鹽堆的耦合動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、本文主要介紹了第四代核反應(yīng)堆中的熔鹽堆，主要采用多重物理場(chǎng)方法來(lái)分析熔鹽反應(yīng)堆，通過(guò)COMSOL Multiphysics來(lái)模擬計(jì)算結(jié)果，從而獲得所需物理量的分布。并且就幾種瞬態(tài)事故工況下對(duì)熔鹽反應(yīng)堆的耦合動(dòng)力學(xué)做出了分析和討論。首先給出了穩(wěn)態(tài)工況下熔鹽堆堆芯區(qū)域各物理量的變化情況，接著本文主要研究了熔鹽流速發(fā)生變化時(shí)熔鹽反應(yīng)堆堆芯內(nèi)各物理量的分布。其中，由于燃料流速遠(yuǎn)小于中子速度，擴(kuò)散方程中忽略了熔鹽流動(dòng)對(duì)中子通量分布的影響。其次，本

2、文研究了發(fā)生彈棒和落棒事故時(shí)熔鹽反應(yīng)堆堆芯內(nèi)各物理量的分布情況。先是通過(guò)求解點(diǎn)堆動(dòng)態(tài)方程來(lái)得到控制棒彈開(kāi)時(shí)中子密度的分布，再通過(guò)多重物理場(chǎng)方法來(lái)模擬控制棒掉落時(shí)堆芯內(nèi)溫度，中子通量等分布。
　　在穩(wěn)態(tài)工況下。由于堆芯內(nèi)裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生大量熱能，并且裂變過(guò)程中產(chǎn)生的緩發(fā)中子前驅(qū)核隨熔鹽流動(dòng)而向堆芯出口流動(dòng)，因而導(dǎo)致堆芯沿軸向溫度不斷升高。又由于熔鹽的流速遠(yuǎn)小于中子的速度，這就意味著在中子通量的控制方程中對(duì)流項(xiàng)可以忽略。因此，可以得

3、知燃料鹽的流動(dòng)對(duì)中子通量的影響較小。由于受熔鹽流動(dòng)的影響緩發(fā)中子先驅(qū)核向堆芯出口處移動(dòng)并且在該處達(dá)到最大，此外緩發(fā)中子先驅(qū)核向堆芯出口處運(yùn)動(dòng)的程度隨著衰變常數(shù)的增大而減小。
　　當(dāng)熔鹽流速發(fā)生變化。在泵停轉(zhuǎn)時(shí)，堆芯出口處的最大溫度值比穩(wěn)態(tài)工況時(shí)高出很多。中子通量的值減小，分布形式同穩(wěn)態(tài)條件時(shí)相似，緩發(fā)中子先驅(qū)核向堆芯出口移動(dòng)的程度同穩(wěn)態(tài)時(shí)相比減小，流動(dòng)對(duì)緩發(fā)中子先驅(qū)核的影響隨著先驅(qū)核的衰變常數(shù)的增加而減小；泵啟動(dòng)時(shí)，在堆芯出口處的

4、最大溫度值比穩(wěn)態(tài)時(shí)候低。中子通量的值增加，分布形式同穩(wěn)態(tài)條件時(shí)相似，隨著先驅(qū)核衰變常數(shù)的增大，先驅(qū)核向堆芯出口的移動(dòng)程度越來(lái)越小。
　　運(yùn)用點(diǎn)堆動(dòng)力學(xué)模型來(lái)研究并得出控制棒彈開(kāi)時(shí)中子數(shù)目的變化情況，通過(guò)對(duì)比中子通量對(duì)反應(yīng)性階躍和線性引入的響應(yīng)可以看出，整個(gè)通量的響應(yīng)過(guò)程中，在相同的時(shí)刻，階躍引入響應(yīng)的通量水平要比線性引入響應(yīng)的通量水平高。此外，再分析控制棒掉落時(shí)堆芯內(nèi)各物理量的分布情況，可以看出堆芯溫度同穩(wěn)態(tài)工況相比變化不大。當(dāng)控