核电培训反应堆物理讲稿第三章.pptVIP

总结非均匀堆的特点 优点： 1）提高中子的逃脱共振吸收几率( p )； 2）在非均匀栅格内，裂变中子是在燃料块内产生，这使增加了它与铀-238核碰撞的几率。因此，与均匀系统相比，快中子倍增效应有所增加( ε )。 3）可以提供独立的冷却剂通道，把反应堆热量按照要求排出堆外。 缺点： 1) 由于空间自屏效应，热中子利用系数减小( f )。 * 回忆： 合理选择栅格参数，可使得pε f 的乘积增加，也即使得k∞ 增大。 * 3. 非均匀堆的理论计算步骤 1) 栅元均匀化计算 对组件中各类栅元进行均匀化计算，必须求出一个非均匀栅格中的局部通量分布以计算反应堆的物性参数。 2) 组件均匀化计算 对不同的燃料组件进行均匀化参数计算。组件计算所需要的栅元均匀化常数是由栅元计算提供的。 3 )堆芯的均匀化临界计算 由均匀化组件布置的反应堆堆芯，采用扩散理论进行多区计算。 * 1. 几何曲率（反应堆曲率），材料曲率？及它们表述的临界条件？ 2.临界方程（P84），及不泄漏几率的表述？ 3.通量分布不均匀系数含义？ 4.反射层的作用？反射层节省含义？ 5.非均匀堆内热中子通量和快中子通量分布的特点？自屏效应（P107）？ 6.为什么非均匀堆容易临界？（或非均匀堆的突出优点是什么？） 本章小结 * * 平板临界尺寸 一般说来，对于无限长有限厚的平板堆，临界时，其厚度应满足： 即 * 圆柱堆最小临界尺寸 对于有限高园柱堆，临界时，其高度H与半径R须满足： 该式只给出R与H的关系而不能给出确定的值。但如果再加上一个条件，即要求最小临界体积，便能从上式中解得最佳半径或最佳高度。 由反应堆的体积为V＝?R2H，得： * 圆柱堆最小临界尺寸（续） 将R2值代入体积表达式，令： 可得： 具有最小临界体积的园柱均匀堆，要求半径与高之比大约为即直径与高大致有1:1的关系。 * 实际动力堆堆芯尺寸 投入运行年月 电站或核船名称 输出功率/MWe 堆芯高×直径/m×m 1972.4 施塔德Stade KKs 630 2.99×3.05 1972.5 缅茵·杨基Maine YanKee 793 3.6×3.5 1973.5 哈钦森岛1 Hutchinson Is1 825 3.5×3.5 1974.9 勇士Trojan 1130 3.66×3.3 1976.8 比布利斯B，Biblis B 1180 3.9×3.6 1962.3 萨瓦娜号核商船N·S·Savannch 1.7×1.6 1968.10 奥托·哈恩号核商船N·S·Otto Hahn 1.12×1.15 1991 秦山一期核电厂 300 2.90×2.486 1995 大亚湾核电厂 900 3.65×3.36 2002.1 秦山三期 700 5.945×6.286 2006 田湾 1000 3.53×3.16 * 例题：设有一轻水裸圆柱形堆，核参数为L2=52.7×10-4 m2，k ∞ =1.072。设堆芯高度为H=3.55m。 a). 求堆芯临界半径； b). 若设定堆芯半径为R=1.56m，求堆芯的有效增殖因子。 解： a). 求堆芯临界半径； b). 若设定堆芯半径为R=1.56m，求堆芯的有效增殖因子。 7.通量分布不均匀系数 Kv，可以描述反应堆中子通量密度分布的不均匀程度。 * 对于圆柱堆： r=0处，其中子通量密度最大，即： 其中体积 * 通常将中子通量密度分布不均匀系数分成径向和轴向不均匀系数的乘积。 径向不均匀系数为： 轴向不均匀系数： 有限高园柱堆的中子通量密度分布不均匀系数 ： 上述结果均为均匀裸堆，实际堆芯的中子通量密度分布复杂的多。实际工程中，都会采用一些措施堆芯功率分布更为平坦。 * 临界均匀裸堆的曲率、中子通量密度分布与最小体积 堆芯几何形状 尺寸 几何曲率 中子通量密度分布 A 最小体积 无限平板 厚 1.57 - 长方体 3.88 无限高圆柱 半径 R 2.32 - 有限高圆柱 半径R高H 3.64 球体 半径R 3.29 * 8.二群扩散方程和单群临界方程的修正 前面提到，单群理论是一种近似的方法，计算表明，对于热中子反应堆，直接应用L2进行计算，将带来比较大的误差。对于压水堆，由于堆芯中存在大量的快中子和热中子，因而一群扩散理论的计算将会带来较大的偏差。 把中子的整个能区分成二部分。第一部分(能量较高的部分)称快群，第二部分称为热群。 * 分群扩散理论 堆型 重水堆 压水堆 高温气冷堆 快中子反应堆 能群数 1-2 4 ?4 6-18 * PWR少群能量划分 能群序号 中子能量范围 能区名称 中子谱 1 (10-0.821)MeV