开题报告核反应堆功率分布展平方法研究.doc

核反应堆功率分布展平方法研究 系 部： 专 业： 学生姓名： 指导教师： 开题时间： 年 月 日 一、总体说明 在开题报告中要求给出你对课题的理解，类似的研究在国内外的进展情况，你对系统设计的初步设想，主要需要解决的技术难题和解决思路，同时应给出课题的时间安排。 二、开题报告内容 1．毕业设计（论文）课题的目的、意义、国内外现状及发展趋势 2．课题主要工作（设计思想、拟采用的方法及手段） 3．完成课题的实验条件、预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施 4．毕业设计（论文）实施计划(进度安排) 5．参考文献 三、撰写要求 1．报告字数不少于3000字 2．报告内容一律用A4纸打印 3. 上交时间为毕业设计第三周周末。 一、毕业设计（论文）课题的意义、国内外现状及发展趋势(可加附页) 核反应堆功率展平方法研究的意义 堆芯功率分布分析，是动力堆物理设计中的一项关键性工作。众所周知，衡量堆芯功率分布设计好坏的基本指标是堆芯的核功率不均匀系数和核焓升因子。由于堆芯燃料棒的最大线功率密度和最热棒功率是受燃料芯块熔化温度和包壳材料所能承受的允许温度所限制。因而表示堆芯功率分布的通量热管因子和核焓升热管因子直接关系到堆芯燃料的熔化和烧毁的安全问题。换言之，为了保证电厂的运行安全，反应堆由于核通量热管因子和核焓升热管因子所相应的“热点”和“热棒”的值的大小，限制了整个堆芯的出力。展平堆芯功率分布，降低了核通量热管因子和核焓升热管因子值，则在同一堆芯规模、结构材料条件下，就可成比例的提高反应堆的出力，因而降低了发电成本。所以展平堆芯功率分布，降低设计功率不均匀系数，既是核电厂的安全运行要求，又是改善核电厂经济性能的需要。这对核电厂的建设带有双重的意义。 国内外现状 国内外对于功率展平方法的研究采用不同方法和程序。其中秦山二期2 600MWe核电厂采用低维等效原理和综合技术,研制成功的反应堆轴向功率分布控制和功率能力分析的计算程序。清华大学核能与新能源技术研究院通过半实物仿真实验，采用PD控制方案研究功率调节系统的调节特性和控制效果。还有哈尔滨工业大学仿真中心通过计算机仿真比较，将核反应堆中子动力学系统的数学模型变换成一种受控自回归积分滑动平均模型，在此基础上，提出了中子通量密度的广义预测控制方法等等。 国内外发展趋势 目前为止，在众多的核电设施中，反应堆的分区装料和加装反射层的方式控制反应型的手段很难时时控制反应性；同时化学补偿控制相对缓慢，不足以应对反应性的突变；那么剩下的较为理想的随时监测和控制调节反应堆功率的手段是通过控制棒控制反应性了。因此，控制棒系统的工作效率在很大程度上影响着反应堆的正常运行和安全停闭，鉴于反应堆控制棒系统的重要性，能否正确有效并即使的发挥作用的控制棒系统将是很长时间追求和发展的主要方向。这其中也相应包括控制棒系统的重要辅助系统，比如说反应堆中子通量密度监测系统，该系统提供的数据将在很大程度上影响控制棒系统的动作响应。综合来说，高效及时的控制棒系统研发将成主要趋势。 二、课题预期目标及主要工作（设计思想、拟采用的方法及手段） KH= 其中热中子通量密度分布不均匀系数 QUOTE KH=?max1VV?rdV KH愈大，则芯部的热中子通量密度分布愈不均匀，所以K KH=?max1VV?rdV令? KH 为了使堆内功率分布变得平坦一些可采用的措施主要有： 芯部分区布置 将堆芯按径向分为几个区，每一区采用不同富集度的燃料，把富集度低的燃料放在中心区内，把富集度高的燃料装在外区。这样，可以达到展平功率分布的目的。 可燃毒物的合理布置 在中子通量密度比较高的区域，插入一些吸收截面比较大的可燃吸收体，这些毒物可以集中做成棒状或涂敷在燃料元件棒的表面。通过可燃毒物的合理布置，同样可以达到展平堆芯功率分布的目的。 采用化学补偿及部分长度控制棒控制以展平轴向通量分布 在使用溶于慢化剂化学毒物来控制反应堆的反应性以后，就可以减少控制棒的数目与提升下插得次数，从而也减少由于提升或下插控制棒而引起的对轴向功率分布的扰动。另外，采用部分长度控制棒，可以事先安排好合理的提棒程序，在轴向出现功率峰的位置上，采用部分长度控制棒来加以抑制。 反射层的应用， 合理的安排提棒程序，控制棒的合理布置等措施均对展平功率分布有益。 本次课程设计拟采用加反射层的方法展平功率分布 考虑一个芯部半径为R，带有厚度为T 的反射层的球形堆。采用球坐标系，并把坐标原点取在球心上。根据中子通量密度在堆内处处为有限值的条件，得到芯部方程式的解为 ? 反射层方程的解为