基于ORIGEN2的西安脉冲堆堆芯核素存量自动跟踪程序

针对反应堆事故源项研究中功率运行史统计繁冗的难题,以西安脉冲堆为对象,建立了脉冲堆功率参数计算数学模型,开发了基于ORIGEN2程序的堆芯核素存量自动跟踪功能示范程序ORBITER,并进行了验证。结果表明,堆芯核素存量跟踪迭代算法技术路径是可行,计算精度可接受。在基准算例66.5 MW·d/tU的燃耗深度下,与ORIGEN2传统算法比较,三个典型核素中⁸⁵Kr偏差最大,其值为2.00%,偏差主要来自于算法对辐照/衰变过程的微分化处理。堆芯核素存量跟踪迭代算法借助计算机自动化技术自动跟踪反应堆功率运行史,实时输出堆芯内核素存量,不仅显著降低了人工统计所需的时间和体力成本,也大幅提高了源项数据获取时效性。     

钠冷快堆系统分析程序FR-Sdaso衰变热计算模型开发与验证

反应堆停堆后的余热导出是反应堆的重要安全功能之一,停堆初期余热由裂变功率和衰变热构成,停堆后期余热主要取决于衰变热。本文开发了应用于钠冷快堆系统分析程序FR-Sdaso的衰变热计算模型,该模型可考虑裂变功率和功率历史的影响。通过与ANSI/ANS-5.1-2005标准和SAS4A/SASYS-1程序对比进行了模型验证。FR-Sdaso程序的计算结果与ANSI/ANS-5.1-2005标准的最大相对偏差约为0.1%,与SAS4A/SASYS-1的最大相对偏差在10-8量级,初步证明了所开发模型的正确性。最后,基于中国实验快堆的设计数据,分析了紧急停堆过程中裂变功率对衰变热的影响,结果表明,忽略裂变功率的影响导致衰变热的最大相对偏差约-7%,出现在停堆初期。因此,计算停堆初期衰变热时应考虑裂变功率的影响。     

裂变产物衰变数据库

一、引言裂变产物核数据包括裂变产物产额、裂变产物衰变数据和裂变产物的中子截面数据。裂变产物核数据在反应堆方面主要用于计算衰变热。停堆后由放射性核素衰变而释放出的能量谓衰变热。衰变热的正确计算对控制动力堆的安全性有重要意义。如果冷却不     

钠冷快堆系统分析程序FR-Sdaso衰变热计算模型开发与验证

反应堆停堆后的余热导出是反应堆的重要安全功能之一,停堆初期余热由裂变功率和衰变热构成,停堆后期余热主要取决于衰变热。本文开发了应用于钠冷快堆系统分析程序FR-Sdaso的衰变热计算模型,该模型可考虑裂变功率和功率历史的影响。通过与ANSI/ANS-5.1—2005标准和SAS4A/SASYS-1程序对比进行了模型验证。FR-Sdaso程序的计算结果与ANSI/ANS-5.1—2005标准的最大相对偏差约为0.1%,与SAS4A/SASYS-1的最大相对偏差在10~(-8)量级,初步证明了所开发模型的正确性。最后,基于中国实验快堆的设计数据,分析了紧急停堆过程中裂变功率对衰变热的影响,结果表明,忽略裂变功率的影响导致衰变热的最大相对偏差约-7%,出现在停堆初期。因此,计算停堆初期衰变热时应考虑裂变功率的影响。     

MOX乏燃料衰变热计算方法研究

目前,铀钚混合氧化物(MOX)燃料已成为一种可用于商业核电厂成熟再循环核燃料。经过燃耗过的燃料在正常停堆或事故后停堆时会产生大量的衰变余热,而乏燃料衰变热是事故分析、余热排出系统和乏燃料池冷却系统设计的重要输入参数之一。UOX乏燃料中裂变产物主要来自于U和Pu等可裂变核素的裂变,U贡献最大;MOX乏燃料裂变产物主要来自于U、Pu和Am等可裂变核素的裂变,Pu贡献最大。UOX乏燃料衰变热可使用ANS—5.1的方法进行计算,但ANS—5.1中的衰变热计算方法不完全适用于MOX燃料。MOX燃料是核燃料可持续发展的重要途径,因此必须研究采用新方法计算MOX乏燃料的衰变热。该文研究使用ANS—5.1计算MOX乏燃料裂变产物衰变热,再使用ORIGEN—S程序计算MOX乏燃料的重核衰变热贡献份额,综合得到MOX乏燃料的总衰变热。     

求解反应堆动态方程的插值多项式法

本文利用三阶 Hermite 插值多项式法求解点堆动态方程,衰变热方程和反应性反馈方程。由于考虑了反应堆连续运行史对衰变热的影响,所给出的公式可精确计算反应堆运行瞬态和停堆后剩余功率随时间的变化。对例题的核算表明,上述方法允许很大的时间步长并保证很高的计算精度。     

实验快堆FFR燃料的衰变热计算

本文利用美国橡树岭国立实验室ＯＲＮＬ发展的点燃耗及放射性衰变计算程序ＯＲＩＧＥＮ２，计算了我国实验快堆ＦＦＲ一盒乏燃料组件在达到５０ＧＷ·ｄ／ｔ比燃耗卸出后的衰变热及其随时间的变化。计算结果与美国ＦＦＴＦ快堆的乏燃料衰变热的计算值进行了比较。     

实验快堆停堆后衰变热特性

一引言无论反应堆是计划内停堆,或是事故工况下的紧急停堆,正确估算停堆后裂变产物的衰变热,对冷却剂丧失事故的安全分析、热量导出系统的合理设计、燃烧过的燃料组件的运输和冷却,以及对全面掌握实验快堆的特性,都有重要的参考价值。计算停堆后的衰变热,一般有两种途径。一种是用停堆后的衰变热积分实验曲线,进行指数多项式符合,然后用符合公式进行计算,这种方法有一定的局限性。另一种是累计法,此法单独处理堆中数百种裂变产物中的每一种裂变产物的衰变热,然后相加求得反应堆总的衰变热。累计法计算的正确性主要依赖于裂变产物数据的正确性,这些数据包括裂变产物产额、半寿命、分支比、衰变方式、发射β     

基于衰变热的堆芯重要核素选取

衰变热在反应堆设计及安全分析中至关重要,目前计算衰变热主要基于行业标准和专用程序两种方法。通过对PWR燃料组件分别采用两种方法进行计算分析,相互验证了结果。详细分析了停堆不同时刻多种核素对衰变热的贡献,筛选出主要贡献者,为堆芯源项核素的选择提供参考。结果显示约50个核素即可包络停堆后100 h~50 a内95%以上的衰变热贡献。并对标准与程序结果的差异进行了分析,提出了标准适用范围的建议。     

快堆系统分析程序FASYS堆芯分析模块验证

中国原子能科学研究院自主开发了快堆系统分析程序FASYS,已用于中国实验快堆的调试试验分析,目前正用于中国示范快堆的事故分析。FASYS程序包含堆芯分析模块、一二回路模块、事故余热排出系统模块等,其中堆芯分析模块包括点堆、衰变热、反应性反馈、堆芯通道热工水力模型等。本文采用解析解、DINROS程序、SAS4A/SASSYS-1程序验证FASYS程序的点堆模型;采用SAS4A/SASSYS-1程序验证FASYS程序的衰变热、反应性反馈和堆芯通道热工水力模型,各模型的验证结果均符合良好。对FASYS程序堆芯分析模块各模型的计算偏差和整体计算偏差进行评估,为中国示范快堆的事故分析提供参考。     

快堆系统分析程序FASYS堆芯分析模块验证

中国原子能科学研究院自主开发了快堆系统分析程序FASYS,已用于中国实验快堆的调试试验分析,目前正用于中国示范快堆的事故分析。FASYS程序包含堆芯分析模块、一二回路模块、事故余热排出系统模块等,其中堆芯分析模块包括点堆、衰变热、反应性反馈、堆芯通道热工水力模型等。本文采用解析解、DINROS程序、SAS4A/SASSYS-1程序验证FASYS程序的点堆模型;采用SAS4A/SASSYS-1程序验证FASYS程序的衰变热、反应性反馈和堆芯通道热工水力模型,各模型的验证结果均符合良好。对FASYS程序堆芯分析模块各模型的计算偏差和整体计算偏差进行评估,为中国示范快堆的事故分析提供参考。     

D-~3He聚变堆MOONCITY的放射性及核废物处置问题

研究了D-~3He聚变堆设计MOONCITY的放射性及核废物处置问题。计算了在停堆时刻的放射性,衰变功率,BHP以及核废物处置指标WDR,给出了有关的计算结果和停堆后的衰减曲线。结果表明,MOONCITY的放射性及有关危害比D-T纯聚变堆低1个量级,比裂变堆或聚变一裂变混合堆低60倍左右。     

聚变-裂变混合堆放射性计算

研制了聚变一裂变混合堆放射性计算程序FDKR和配套的衰变链数据库AF—DCDL—IB。应用该程序计算了磁镜混合堆(CHD)概念设计中活化产物、裂变产物和锕系元素的放射性、衰变功率和潜在生物危害因子BHP。本文简要介绍了该程序和数据库并给出了有关的计算结果。     

池式研究堆衰变热计算与实验研究

采用量热法测量反应堆额定功率运行75.0 h停堆后45 h内的衰变热功率,拟合出归一化衰变热功率的经验关系式.与反应堆衰变热几种半经验公式和标准对比结果表明,实验结果在经验公式计算值范围内,并与EJ/T 745标准预测值符合较好.     

实验混合堆FEB设计放射性计算与环境安全分析

应用混合堆放射性计算程序FDKR和衰变链数据库AF-DCDLIB,计算了托卡马克实 验混合堆FEB(Fusion Experimental Beeder)概念设计中活化产物、裂变产物和锕系元素的放射性、衰变余热和潜在生物危害因子BHP值。计算的结果表明,对于FEB设计来说,在150MW聚变功率下运行一年,停堆时刻的总放射性、余热和BHP值分别为5.74×10~(20)Bq     

基于欧拉指数方法的活化计算程序开发及应用

材料活化产生的放射性不仅对反应堆系统安全产生重要的影响,还会使反应堆退役后存在大量核废料的后处理问题。本文基于欧拉指数方法,采用EAF数据库,自主开发了活化计算程序EuACT,对ZIRLO、Zr-4、M5、N18包壳材料的活化特性进行了计算与分析,并与欧洲活化程序FISPACT计算结果进行了对比。分别选取0.5、1.0和1.5a的辐照时间,计算3种情况下辐照停堆后不同包壳材料的放射性比活度以及衰变余热随停堆时间的变化,并对包壳材料活化特性进行初步分析。结果表明:EuACT与FISPACT的计算结果符合良好;仅从停堆后放射性比活度和衰变余热的角度分析,Zr-4相比其他3种材料具有一定优势。     

CARR衰变箱及堆水池钢衬里设计难点

中国先进研究堆(CARR)的衰变箱和堆水池钢衬里是CARR中的关键设备之一,本文阐述了CARR衰变箱和堆水池钢衬里的设计,在焊接、运输、大型薄壳设备制造等方面存在的难点问题及解决方案。     

EBR-Ⅱ余热排出实验及非能动余热排出系统性能分析

本文基于SAC-CFR事故分析程序,在国际原子能机构联合研究项目（IAEA CRP）框架下,对美国EBR-Ⅱ快堆余热排出实验（SHRT-17、SHRT-45R）进行了分析,计算了事故余热排出系统（DRACS）的响应、衰变热功率、关键部件的冷却剂温度、一回路的质量流量等关键参数。将计算参数与实验数据进行了对比,对程序的有效性进行了验证。计算结果表明,在SHRT-17工况下,随DRACS风门的打开,每台事故热交换器可带走330 406.4 W的堆芯余热,DRACS具有长期带走衰变热的能力。     

实验混合堆FEB设计放射性计算与环境安全分析(英文)

应用混合堆放射性计算程序FDKR和衰变链数据库AFDCDLIB,计算了托卡马克实验混合堆FEB (Fusion Experimental Beeder)概念设计中活化产物、裂变产物和锕系元素的放射性、衰变余热和潜在生物危害因子BHP值。计算的结果表明,对于FEB设计来说,在150MW聚变功率下运行一年,停堆时刻的总放射性、余热和BHP值分别为5.74×10~(20)Bq,8.34MW和4.08×10~8km~3(空气)。放射性核废物处置的计算结果还表明:FEB的结构材料在卸出后的短时间内,可满足美国联邦法规10CFR61的C级(近地浅埋)核废物处置标准。对混合堆包层中的重要锕系元素~(232)U,~(237)Np的含量也作了计算分析。结果表明:它们的浓度值均不超过环境安全要求的限制值。文章还就混合堆的环境安全问题,与其它的核能装置如PWR进行了比较分析,表明混合堆不存在突出的环境安全问题。     

AP1000堆芯仿真计算建模与精度分析

针对核电厂AP1000堆芯描述,建立由组件计算、截面拟合处理计算模型,并得到组件少群常数;采用两群三维,实时中子动力学仿真模型,选取11组衰变功率计算堆芯衰变功率的三维变化,同时为了准确计算反应堆的"中毒"变化,三维空间上考虑氙、钐以及先驱核碘、钜元素浓度的影响特性,建立针对AP1000堆芯实时仿真计算模型,并准确计算反应堆的"中毒"和氙振荡现象,为验证模型建立的正确性与堆芯实时仿真程序SimCore的精准性,对堆芯临界硼浓度、堆芯温度、控制棒价值进行计算,同时选取汽机停机不停堆、反应堆满功率跳堆运行,反应堆正常停堆运行及控制棒落棒、弹棒事故响应等不同测试工况,对结果进行验证及分析。结果表明:建立的三维堆芯实时仿真程序模具有较好的精准性,可以用于全范围模拟机堆芯计算,并广泛应用于核电厂堆芯物理仿真。