加速驅動次臨界系統(tǒng)(ADS)原理驗證裝置的熱工水力分析.pdf

1、本文首先在中國先進研究堆(CARR)的基礎上,利用CARR的乏燃料組建了ADS原理驗證裝置的堆芯,中心預留有放置散裂靶核的空間(4個燃料組件),并提出了原理驗證裝置整個主回路系統(tǒng)設計和主要參數(shù)。
　　由于ADS原理驗證裝置處于次臨界下運行,需要來自靶核反應產生的外源中子維持穩(wěn)態(tài),故必須對RELAP5程序的點堆模型進行修改,把外源中子加進去,同時與加速器的功率建立關系,之后對程序進行驗證,滿足修改程序對ADS原理驗證裝置次臨界反應堆

2、的要求。
　　其次,完成原理驗證裝置的整個系統(tǒng)建模和子通道建模。對于系統(tǒng)建模,涉及到下面子部件的建模:反應堆堆芯、反應堆水池、衰變箱系統(tǒng)、板式換熱器和主泵等;對于子通道建模,先確定原理驗證裝置的徑向功率分布,之后相對功率最大的燃料組件就成為了子通道建模的對象(離散裂靶核最近的燃料組件)。
　　最后,原理驗證裝置的系統(tǒng)和子通道安全分析。利用RELAP5程序對原理驗證裝置的系統(tǒng)模型進行穩(wěn)態(tài)調試,之后對原理驗證裝置可能涉及到的瞬態(tài)

3、及事故工況進行安全分析,其中包括切斷質子束再啟動瞬態(tài)、未受保護外源加倍瞬態(tài)、未受保護瞬態(tài)超功率、完全失去流動瞬態(tài)、完全失去熱阱瞬態(tài)和冷端小破口瞬態(tài)。結果顯示,燃料和包殼的溫度遠低于熔化溫度;冷卻劑處于欠熱狀態(tài),沒有傳熱惡化;自然循環(huán)足夠帶走堆芯衰變熱;此外ADS本身就是在次臨界下運行的,有足夠的安全性,當發(fā)生嚴重事故時,可迅速切斷外加速器的質子束流,反應堆在足夠的次臨界水平下(‐3000pcm)運行。
　　本文還就不同的keff對

4、ADS原理驗證裝置進行了敏感性分析,從安全性和經(jīng)濟性兩方面考慮得到了keff=0.97較合理。利用COBRA程序對原理驗證裝置的子通道模型進行穩(wěn)態(tài)調試,由于子通道之間沒有橫向交混,故用RELAP5程序進行建模對子通道的穩(wěn)態(tài)結果進行了驗證;最后對ADS原理驗證裝置子通道模型的部分瞬態(tài)及事故工況進行了熱工水力分析,其中涉及的瞬態(tài)工況有切斷質子束再啟動、外源加倍事故和失去冷卻劑,所有瞬態(tài)期間,燃料和包殼的最大溫度都小于熔化溫度,冷卻劑的溫度處