事故工況下對熔鹽堆的耦合動力學(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方法來分析熔鹽反應(yīng)堆，通過COMSOL Multiphysics來模擬計算結(jié)果，從而獲得所需物理量的分布。并且就幾種瞬態(tài)事故工況下對熔鹽反應(yīng)堆的耦合動力學(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，由于燃料流速遠小于中子速度，擴散方程中忽略了熔鹽流動對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熔鹽反應(yīng)堆堆芯內(nèi)各物理量的分布情況。先是通過求解點堆動態(tài)方程來得到控制棒彈開時中子密度的分布，再通過多重物理場方法來模擬控制棒掉落時堆芯內(nèi)溫度，中子通量等分布。
　　在穩(wěn)態(tài)工況下。由于堆芯內(nèi)裂變的鏈式反應(yīng)產(chǎn)生大量熱能，并且裂變過程中產(chǎn)生的緩發(fā)中子前驅(qū)核隨熔鹽流動而向堆芯出口流動，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小于中子的速度，這就意味著在中子通量的控制方程中對流項可以忽略。因此，可以得

3、知燃料鹽的流動對中子通量的影響較小。由于受熔鹽流動的影響緩發(fā)中子先驅(qū)核向堆芯出口處移動并且在該處達到最大，此外緩發(fā)中子先驅(qū)核向堆芯出口處運動的程度隨著衰變常數(shù)的增大而減小。
　　當熔鹽流速發(fā)生變化。在泵停轉(zhuǎn)時，堆芯出口處的最大溫度值比穩(wěn)態(tài)工況時高出很多。中子通量的值減小，分布形式同穩(wěn)態(tài)條件時相似，緩發(fā)中子先驅(qū)核向堆芯出口移動的程度同穩(wěn)態(tài)時相比減小，流動對緩發(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?。槐脝訒r，在堆芯出口處的

4、最大溫度值比穩(wěn)態(tài)時候低。中子通量的值增加，分布形式同穩(wěn)態(tài)條件時相似，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程度越來越小。
　　運用點堆動力學(xué)模型來研究并得出控制棒彈開時中子數(shù)目的變化情況，通過對比中子通量對反應(yīng)性階躍和線性引入的響應(yīng)可以看出，整個通量的響應(yīng)過程中，在相同的時刻，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。當控