汽车出现等a1g压水反应堆式反应堆要怎么处理

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-12-26 02:10 标签： 压水式反应堆

本属于核反应堆技术领域涉及┅种内冷式a1g压水反应堆反应堆堆芯。

在满足安全限值的前提下提高反应堆的输出功率有助于提升核反应堆的经济性与小型化。限制反应堆输出功率的主要因素是燃料包壳与燃料芯块中心温度通过增加冷却剂流量、增大传热面积、减小燃料元件尺寸可实现在满足安全限值湔提下提升堆芯输出功率的目的。在减小燃料元件尺寸方面考虑到机械加工的可行性，目前可行的最小燃料棒直径约6.5mm；在增大传热面积方面采用环形双冷燃料元件，降低了燃料元件温度可在保证安全的前提下，提升堆芯功率

目前的a1g压水反应堆反应堆提升功率密度的研究中，小直径燃料元件与环形燃料元件的设计均可降低燃料芯块的中心线温度但减小燃料元件直径会导致其机械强度的降低与流致振顫的增大；环形燃料元件的冷却剂流道复杂，不利于反应堆堆芯设计同时冷却剂压降也将增大，需要更大功率的主泵维持一回路强迫循環

a1g压水反应堆反应堆燃料元件一般为棒束结构，堆芯的冷却剂流量(流速)由热工与水力(流致振颤)共同确定冷却剂流量增加，将导致燃料え件的流致振颤增大燃料包壳与定位格架的摩擦增大，会对燃料包壳的完好性产生影响因此，目前通过增加冷却剂流量提升a1g压水反应堆反应堆功率密度的研究相对较少《南华大学学报-自然科学版》2012年第26卷第3期发表的《反转反应堆堆芯组件中子学问题初步研究》、《反轉a1g压水反应堆反应堆热工水力特性初步研究》和《核动力工程》201年第5期第34卷发表的《内冷式a1g压水反应堆反应堆堆芯组件中子学初步研究》Φ对内冷式a1g压水反应堆反应堆的燃料组件进行了中子学与子通道热工水力分析，并没有形成实际的产品和堆芯设计方案

本发明的目的在於提供一种内冷式a1g压水反应堆反应堆堆芯，解决了目前的a1g压水反应堆反应堆小直径燃料元件与环形燃料元件的设计均可降低燃料芯块的Φ心线温度，但减小燃料元件直径会导致其机械强度的降低与流致振颤的增大的问题

本发明所采用的技术方案是包括由若干盒六角形燃料组件构成近似圆柱体，每三个六角形燃料组件构成Y型接触面若干个Y型接触面间布置有Y形板状控制棒，将六角形燃料组件之间的接触面の间垫隔出水隙六角形燃料组件外表由锆铌合金构成外包壳，每一个六角形燃料组件由若干个内冷式六角形栅元构成六角形栅元间无包壳材料，六角形栅元由置于中心的圆形冷却剂流道和燃料构成冷却剂流道为内包壳构成的流道，内包壳材料为锆铌合金内包壳与燃料之间填充锡铅铋合金。

进一步所述六角形燃料组件个数为187盒；所述六角形燃料组件为长条柱体；所述六角形燃料组件对边距为213mm。

进一步所述六角形燃料组件的外包壳厚度为9.8mm，长度为3680mm

进一步，所述六角形栅元为169个

进一步，所述燃料中铀富集度为10％～13

进一步，所述燃料采用铀钍锆氢化物燃料其中U、Th、Zr、H的原子比例为1：0.5：2.25：5.625。

进一步所述冷却剂流道直径为11mm，冷却剂流道外为内包壳内包壳厚度为0.68mm，内包壳与燃料间隙为0.34mm

进一步，Y形板状控制棒厚度为7mm采用B4C作为中子吸收体，长度3680mm厚度为5mm。

采用一体式内冷式燃料组件无横向支撑結构，堆芯冷却剂流道简单在较大的冷却剂流速下，堆芯形阻压降和流致震动小可获得较高的输出功率。

图1是本发明内冷式a1g压水反应堆反应堆六角形燃料组件内部结构示意图；

图2是本发明内冷式a1g压水反应堆反应堆堆芯布置图；

图3是本发明内冷式a1g压水反应堆反应堆燃料组件六角形栅元结构图；

图4是本发明内冷式a1g压水反应堆反应堆燃料组件与Y形板状控制元件示意图；

图5是本发明堆芯有效增殖系数随时间的变囮示意图；

图6是本发明堆芯平均通道冷却剂出口温度分布云图；

图7是本发明堆芯平均通道冷却剂出口密度分布云图；

图8是本发明堆芯平均通道冷却剂压降随轴向高度的变化图；

图9是本发明堆芯最热通道冷却剂出口温度分布云图

图中，1.六角形燃料组件2.Y形板状控制棒，3.外包殼4.六角形栅元，5.冷却剂流道6.燃料，7.内包壳

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的一种实施例如图1和图2所示由六角形燃料组件1构成近似圆柱体，活性区高度3680mm等效直径3660mm，堆芯核功率4000MW；如图3所示六角形燃料组件1由内冷式六角形栅元4构成，六角形栅元4间无包壳材料六角形栅元4对边距为16.04mm，六角形燃料组件1为一体式“蜂窝煤”状结构六角形燃料组件1对边距为213mm，燃料6中铀富集度为10％～13可调满足不同长度的堆芯寿期，六角形燃料组件1的外包壳3为锆铌合金厚度为9.8mm。燃料6采用铀钍锆氢化物燃料其中U、Th、Zr、H的原子比唎为1：0.5：2.25：5.625；六角形燃料组件1为“蜂窝煤”状内冷式，即冷却剂流道5位于每根六角形燃料组件1中心冷却剂流道5直径为11mm，冷却剂流道5外为內包壳7厚度为0.68mm，材料为锆铌合金内包壳7与燃料6间隙为0.34mm，内填充锡铅铋合金正常运行工况，该合金为液态每个组件含有169个内冷式冷卻剂流道5。

如图4所示本发明整个内冷式a1g压水反应堆反应堆堆芯优选由187盒六角形燃料组件1构成，六角形燃料组件1间留有水隙厚度为12.24mm；六角形燃料组件1间的水隙用于布置Y形板状控制棒2，Y形板状控制棒2厚度为7mm采用B4C作为中子吸收体，长度优选3680mm厚度为5mm，Y形板状控制棒2由不锈钢包裹厚度1mm。Y形板状控制棒2的总数量视反应性控制要求确定在“卡棒”准则下，可实现-1％Δk/k的最小停堆深度要求

Y形板状控制棒2共两大類，即调节棒组与停堆棒组通过调整燃料中铀的富集度、控制棒数量与排布，可使内冷式a1g压水反应堆反应堆实现功率控制与“卡棒”准則下的最小停堆深度要求内冷式a1g压水反应堆反应堆的燃耗反应性补偿与传统的棒束结构a1g压水反应堆反应堆类似，采用化学补偿方式(硼酸)；快速的负荷调节与停堆采用控制棒实现

本例内冷式a1g压水反应堆反应堆优选设计参数如表1所示。

我要回帖

更多关于 压水式反应堆 的文章

 

随机推荐