高通量工程试验堆堆芯流量分配计算

建立了合理的高通量工程试验堆（HFERT）堆芯流量分配计算模型,并编制了相应的计算程序。应用此程序可以精确计算和分析HFETR堆芯流量分配和温场。经过中国核动力研究设计院提供的实验数据的验证计算表明,本程序计算结果与相应的实验数据符合很好。     

高通量工程试验堆堆芯物理量的简易估算

文中通过一些有效近似,根据单群中子模型建立了计算堆芯初始有效增殖系数、元件燃耗、元件热中子积分通量和元件积分功率等物理量的计算公式。     

高通量工程试验堆堆内单晶硅旋转体温度测量

本文论述了高通量工程试验堆堆内单晶硅旋转体温度测量装置,介绍了在反应堆各种功率下单晶硅辐照样品温度的测量结果,并且根据温度测量值估算了单晶硅的 γ 发热率,进行了误差分析,同时作者还进行了单晶硅温度与轴流泵转速关系的试验.测量结果表明,在高通量堆首炉工况下单晶硅辐照装置内部冷却水不会沸腾.     

高通量工程试验堆堆芯反应性消耗率的估算及应用

本文通过合理有效的近似，根据单群中子模型，建立了高通量工程试验堆（ＨＦＥＴＲ）堆芯反应性消耗率估算模型，探讨了影响反应性消耗率的因素，把估算模型和数值计算及堆的实际运行结果做了比较，得出了具有一般性的结论，并用堆物理理论解释了这一结论．本文还探讨了结论在研究堆和核电站堆芯装载设计中的应用．     

高通量工程试验堆堆芯燃料元件温度和流量测量

论述了高通量工程试验堆堆芯燃料元件的温度-流量测量装置及其测量系统,论述了在反应堆提升功率、首炉全寿期运行试验和第二炉加深元件燃耗试验中仪表燃料元件在稳态与动态测试方面的应用情况,论述了确定肋下热点温度的方法,进行了误差分析,介绍了燃料元件出堆脱水试验。该测量装置成功地用于高通量堆的高功率、深燃耗安全运行,燃料元件 随堆辐照及各种试验研究。装有本测量装置的仪表燃料元件经过两炉运行,积分功率达到9088MWd,最大点燃耗约为64.9%,从而大大提高了高通量堆燃料使用的经济性。     

高通量工程试验堆堆芯燃料元件温度-流量测量装置

一、引言为了获得燃料元件在辐照条件下性能的有关数据及保证高通量堆第一、二炉高功率、深燃耗安全运行,在堆芯K11栅格位置安装了一盒仪表燃料元件。利用它在反应堆运行、停堆、元件出堆期间完成了一系列稳态和动态试验的元件热工测量,为校核堆芯热工设计和摸清高通量堆的性能提供了实测数据。     

高通量研究堆堆芯热工水力分析程序THAS-PC4

针对高通量研究堆的热工水力特点和设计准则开发了堆芯子通道分析微机程序ＴＨＡＳ－ＰＣ４。该程序能够计算稳态和瞬态工况下堆芯内冷却剂的流量、温度、密度和压力等参量的分布以及燃料元件的温度场。它还可以确定临界热流密度和偏离泡核沸腾比（ＤＮＢＲ），泡核沸腾开始时的壁面温度以及流动开始不稳定时的热流密度等，以评价反应堆的安全性。     

中国工程试验堆堆芯入口流量分配特性实验研究

堆芯入口流量分配研究是新型反应堆设计过程中一项重要的工程验证实验,其结果能为反应堆的热工水力及安全分析提供数据支撑。本文针对中国工程试验堆（CENTER）,采用缩比模型开展了堆芯入口流量分配特性实验研究,在不同工况下获得了模拟燃料组件、铍/铝组件、钴靶组件及控制棒导向管内的流量分配因子。实验结果表明：在本文研究的工况范围中,堆芯中大部分冷却剂流过模拟燃料组件,同类型模拟组件间的流量分配较均匀,最大流量相对偏差在±4%以内。实验入口总流量对流量分配特性几乎没有影响。     

高通量工程试验堆内的传热

本文整理了高通量工程試驗堆在綜合調試实驗和第一炉高参数連續运行期間堆内有关的热工、水力实驗数据,并将結果与理論分析值进行了比較。二者符合较好。这說明原理论分析模型是正确的,所采用的有关公式和参数是适宜的。     

中国工程试验堆堆芯入口流量分配特性实验研究

堆芯入口流量分配研究是新型反应堆设计过程中一项重要的工程验证实验,其结果能为反应堆的热工水力及安全分析提供数据支撑。本文针对中国工程试验堆(CENTER),采用缩比模型开展了堆芯入口流量分配特性实验研究,在不同工况下获得了模拟燃料组件、铍/铝组件、钴靶组件及控制棒导向管内的流量分配因子。实验结果表明:在本文研究的工况范围中,堆芯中大部分冷却剂流过模拟燃料组件,同类型模拟组件间的流量分配较均匀,最大流量相对偏差在±4%以内。实验入口总流量对流量分配特性几乎没有影响。     

小型自然循环钠冷堆堆芯初步设计研究

提出了一种适用于分布式发电系统的小型自然循环钠冷堆AMTEC系统。通过对堆芯的临界计算和热工水力分析,研究了堆芯燃料装载量不变情况下,芯块半径、燃料棒长度和圈数对堆芯有效增殖因数k_eff、堆芯压降和传热的影响。同时分析了不同额外停堆裕量下,B₄C吸收层厚度和堆芯初始剩余反应性随燃料棒圈数的变化关系。计算结果表明：保持堆芯当量直径和冷却剂通道总截面积不变的情况下,减少燃料棒圈数和活性区长度不仅可增加k_eff,且能降低堆芯压降;为提高额外停堆裕量需增加吸收层厚度,但降低了堆芯初始剩余反应性,不利于电厂的经济性。     

超高通量快中子试验堆堆芯初步概念设计

针对先进核能系统发展需要,提出了超高通量堆的堆芯概念设计。本文采用板型燃料、正方形燃料组件设计,设置宽流道保证堆芯冷却剂占有较高的体积份额。堆芯采用52盒燃料组件,设置8盒控制棒组件和较厚的反射层。通过堆芯概念设计方案评价,结果表明堆芯循环长度可达100EFPD(等效满功率天),所提出的超高通量堆的最大中子注量率可达到1.08×10¹⁶ cm^-2·s^-1。     

研究试验堆堆芯最佳倒料原理及其应用

本文根据堆芯倒料的基本关系式,提出了不同燃耗深度燃料元件堆芯的最佳倒料原理和由这一原理得出的几点结论。给出了不同倒料方式的计算公式,编制了计算程序并对高通量工程试验堆(HFETR)典型堆芯装载的不同倒料方式作了计算。应用文中提出的堆芯燃料元件耗用指标,分析了HFETR十年来24炉运行的堆芯燃料管理工作。结果表明,应用最佳倒料原理可大量节省燃料元件。本文还讨论了HFETR堆芯燃料管理研究的方向。     

铅冷小堆堆芯初步设计

铅及铅基材料作为反应堆冷却剂,有着优良的中子学性能和热工性能。欧盟、俄罗斯、美国、韩国、日本、中国等国家均投入了大量的人力和物力研发铅冷快堆。本文旨在提出一种铅冷小堆堆芯初步设计方案。本文使用西安交通大学研发的快中子反应堆中子学计算分析软件包SARAX进行堆芯中子输运、燃耗、反应性系数和动力学参数等中子学计算分析。为了满足紧凑型、轻量化的特点,选择了高富集度的燃料;为了展平功率,选用了两种富集度的燃料组件。采用一组控制棒组件和一组停堆棒组件控制反应性,控制棒选用对快区和热区中子具有良好吸收能力的B_4C作为中子吸收体,在紧急停堆棒中增加了高密度中子吸收体材料钨,以实现堆芯的反应性控制以及紧急停堆需求。对堆芯中子学参数的计算结果分析表明:堆芯能满足6EFPY的寿期长度的要求,在整个寿期内k_(eff)下降0.014 4,波动较小;在寿期内实现了锕系元素的减少和~(239)Pu的明显增加。在整个循环内,冷却剂密度系数、冷却剂空泡价值和膨胀系数等重要反应性反馈系数均为负;设计的控制棒以及安全棒组件能够提供足够的控制价值;在整个寿期内,堆芯满功率运行时,最高包壳表面温度、最高燃料中心温度、线功率密度等参数没有超过限值,并留有充足的设计裕量。表明本初步设计在整个寿期内的主要中子学参数满足安全要求。     

高通量工程试验反应堆

我国高通量工程试验反应堆(HFETR)是一座压壳型反应堆,它采用高浓铀套管元件,水作慢化剂和冷却剂,铍作反射层,热功率125兆瓦,燃料内最太热中子通量6.2×10~(14)中子/厘米~2·秒。该堆已于1980年12月16日高功率运行。     

研究试验堆堆芯燃料管理的一个估算模型

本文提出了一个用于研究试验堆堆芯燃料管理的估算模型。对于堆芯内布置不同燃耗深度的燃料元件的反应堆,应用本模型可以估算堆芯燃耗物理参数如:堆芯中子增殖系数、燃料元件燃耗增值等。本模型为研究试验堆各种运行倒料方案的比较提供了一种有效手段。     

超长寿命小型自然循环铅铋快堆堆芯概念设计研究

以提高铅铋快堆的经济性与固有安全性为目标,开展100 MWt超长寿命小型自然循环铅铋快堆SPALLER-100概念设计,在选用PuN-ThN燃料和²⁰⁸Pb-Bi冷却剂的基础上,提出了一种添加固体慢化剂BeO的燃料组件设计方案,开展了堆芯布置研究和控制棒系统设计,分析了堆芯物理特性与稳态自然循环特性。结果表明：在低燃料装载量和小堆芯体积条件下,SPALLER-100堆芯换料周期达32 a,平均卸料燃耗高达210.38 MW·d/kg(HM),整个寿期内的反应性系数均为负值。稳态运行工况下燃料包壳、芯块最大温度均小于安全限值,反应堆具备一回路自然循环能力和一定流量自动分配能力。     

高温堆堆芯支承结构比例模型抗震试验研究

高温气冷堆是国际核能届公认的第4代反应堆6种堆型之一，也是我国科技重大专项支持研发的新堆型，其石墨堆芯支承结构是散体结构，在地震载荷作用下的结构动力学响应和连续体结构有较大不同，表现出强烈的非线性和离散性。在已经开展的抗震研究基础上，设计并开展了HTR-PM石墨堆芯支承结构1∶4整体模型抗震试验研究，分析了抗震试验过程中测得的动态特性数据，与模型试验结果进行了对比，得到了模型的加速度和位移变化规律：模型的加速度随着模型高度增加而增大；石墨砖的位置越高，其响应振幅越大。由结构的各种动态响应特性及其分布规律可得，高温气冷堆堆芯支承结构设计能够满足抗震设计要求。     

超长寿命小型自然循环铅铋快堆堆芯概念设计研究

以提高铅铋快堆的经济性与固有安全性为目标,开展100 MWt超长寿命小型自然循环铅铋快堆SPALLER-100概念设计,在选用PuN-ThN燃料和~(208)Pb-Bi冷却剂的基础上,提出了一种添加固体慢化剂BeO的燃料组件设计方案,开展了堆芯布置研究和控制棒系统设计,分析了堆芯物理特性与稳态自然循环特性。结果表明:在低燃料装载量和小堆芯体积条件下,SPALLER-100堆芯换料周期达32 a,平均卸料燃耗高达210.38 MW·d/kg(HM),整个寿期内的反应性系数均为负值。稳态运行工况下燃料包壳、芯块最大温度均小于安全限值,反应堆具备一回路自然循环能力和一定流量自动分配能力。