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前成熟的壓水堆技術,同時又具有高轉(zhuǎn)換比和使用輕水堆的乏燃料等優(yōu)點,由此低慢化壓水堆可以作為快堆和熱堆一個過渡方案,對于核電的發(fā)展,具有重要意義。但由于低慢化壓水堆堆芯設計與當前壓水堆堆芯設計會有不同,這樣就造成一些有關安全的堆芯物理特性參數(shù)的改變,同時堆芯對應的熱工安全參數(shù)也會隨之變化。需要對這些參數(shù)進行研究。
　　本文使用HELIOS程序?qū)υO計的低慢化壓水堆進行計算分析。首先通過改變組件柵格結構和燃料富集度,定

2、性分析其各自對轉(zhuǎn)換比和燃耗的影響,同時分析利用HELIOS建模計算時,系統(tǒng)區(qū)域劃分、能群選取以及邊界角度離散化對最終結果的影響,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計方案,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)、停堆深度等六個方面,將這四種方案進行對比。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等四個方面出發(fā),對本文所設計的低慢化壓水堆進行初步的熱工安全分析。
　　最終研究結果表明: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,會減小反應堆中可轉(zhuǎn)換材料所占比重,不利于反應堆轉(zhuǎn)換比的提高;在利用HELIOS對堆芯進行建模計算時,與系統(tǒng)區(qū)域劃分以及能群選取相比,角度離散化對最終結果影響最大;四種低慢化壓水堆設計方案都進行了相應的堆芯物理特性計算,所得結果均能滿足安全要求,尤其是采用钚釷燃料,相對較低的