靛酚法测定快堆冷却剂钠中微量氮

研究和建立了快中子反应堆冷却剂钠中微量氮的分析方法.该法在氩气保护、液氮冷却下,钠样品溶于去离子水中,加去离子水稀释,蒸馏,以氨的形式释放出的氮用0.1 mol/L盐酸吸收后,加入次氯酸钠、苯酚进行显色,用分光光度计进行比色测定.工作中选择了756 MC型分光光度计的最佳工作条件,比色条件和溶样装置,采用标准加入法进行...     

固有安全快堆铅冷却剂及其物理特性

本文简述了用铅作冷却剂的快中子增殖堆的固有安全性，介绍了铅的热力学性质、输运性质等物理特性；给出了铅的饱和蒸汽压、密度、比热容、比熔、热导率、粘度、普朗特数和热扩散率等特性的较新数据以及作者拟合的铅物性函数关系式；同时，还给出了铅的２５群中子截面数据。     

冷却剂钠中微量碳分析方法的设计验证试验

钠中杂质碳对材料的物理和机械性能产生影响，因此，开展快堆研究的国家均建立钠中碳的标准，中国实验快堆（CEFR）一、二钠回路中杂质碳的质量标准分别为：w（C）≤20μg／g、W（C）≤30μg／g。     

快堆冷却剂出口温度的自抗扰控制

为提高快堆控制系统的瞬态响应速度,降低控制器的超调量及稳态误差,设计了快堆冷却剂出口温度的线性自抗扰控制器。基于快堆的中子动力学方程、反应性方程和堆芯热传输方程,推导出了用于线性自抗扰控制器设计的带总扰动项的二阶模型。利用所得二阶模型的参数,确定了带模型信息的线性扩展状态观测器的部分参数。最后,在MATLAB环境下对控制器模型进行了仿真并加入系统模型信息。仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的性能。相比于以冷却剂流量变化量为控制量的控制器,以冷却剂流量作为控制量的控制器具有更快的响应速度、更小的超调量、更好的抗干扰能力。     

核级金属钠中微量氯的分析

研究建立了快中子反应堆冷却剂钠中微量氯的分析方法。该法采用真空蒸馏将氯从钠基体中分离,消除了钠基体对微是氯的测定干扰,在分析中可使用大量样品;本工作所采用的硫氰酸汞比色法,实际分析钠残渣中微量氯时的比色液空白值比国内类似比色方法的低,空白值受温度的影响亦小,提高了氯的测定准确度。钠中的含量低于１μｇ／ｇ时,测定精密度为３７％（ｎ＝１０）。高纯钠的氯重加回收实验结果表明：当钠中加入１５￣３０μｇ／ｇ     

氩气中微量氧和水在线分析方法的研究

为保证CEFR安全运行,必须对化学性质活泼的冷却剂金属钠使用氩气作为覆盖气体进行保护。氩气中的氧和水气可与金属钠发生化学反应,生成氧化钠、氢氧化钠和氢气,影响快堆的安全运行。控制覆盖气体中杂质含量是为了控制金属钠中杂质的含量。本工作的目的是建立一个可行的氩气中微量氧和水的在线分析方法和取样系统来监测CEFR正常运行情况下氩气覆盖气体系统中氧和水的纯度变化,从而监测覆盖气体系统中空气泄漏和氩气质量状况。     

一种适用于小型长寿命自然循环铅基快堆的冷却剂研究

以小型化、长寿命、自然循环为铅基快堆的设计目标,构建100 MWt铅基快堆堆芯模型并开展冷却剂选型研究,选取Pb同位素/混合物及Pb-Bi混合物,分析比较了采用不同冷却剂堆芯的物理特性与自然循环特性。结果表明：得益于²⁰⁸Pb在高能区小的非弹性散射截面与中低能区极小的中子俘获截面,加之Bi较小的中子俘获截面,采用²⁰⁸Pb-Bi冷却的铅基快堆堆芯在30满功率年运行周期内的燃耗反应性损失最小,增殖性能最佳,且具备负值较大的空泡系数、冷却剂温度系数和较大的有效缓发中子份额,可装载较低富集度或较少量燃料,有利于堆芯小型化、长寿命和固有安全性;²⁰⁸Pb-Bi相比Pb冷却的铅基快堆具备更强的自然循环能力、更弱的材料腐蚀、更宽的运行温度区间,有利于反应堆安全运行与维护。高²⁰⁸Pb丰度的铅可以从钍矿石及钍铀矿石中提取,极大降低了²⁰⁸Pb的分离提取难度。     

快堆一回路钠的放射性监测技术研究

快堆一回路钠具有高放射性,无法使用γ谱仪直接测量其中的放射性核素,本文介绍了一种在线监测放射性核素的技术。设计了可组合和拆分的分段准直器,通过拆分准直器可以提高探测效率,而通过组合准直器可以降低死时间效应。采用点源模拟法对γ谱仪进行效率刻度,6种标准点源的能量区间包括了所有待测核素的能量范围。采用本技术对中国实验快堆一回路钠的监测结果表明,现阶段监测到的放射性核素为~(24)Na、~(22)Na以及~(124)Sb,由本研究中的效率刻度计算,~(124)Sb的放射性活度为104 Bq/g量级。     

中国实验快堆典型钠阀温度分布研究

中国实验快堆典型钠阀作为系统重要的涉钠设备,直接影响着反应堆系统的安全运行。中国实验快堆工程在调试和运行阶段面临着钠阀门带来的一系列问题。本文应用CFD软件计算了两种运行工况下典型钠阀稳态温度场分布,分析了保温层厚度一定、高度不同的情况下,钠阀门的温度场分布结果,并与实验结果进行了对比,证明结果是合理的有意义的。     

快堆蒸汽发生器大泄漏钠-水反应计算

采用一维特征线方法建立了快堆蒸汽发生器单管发生双端断裂情况下 ,水从破裂传热管流出的泄漏率计算模型和钠 水反应气泡从球状到柱状的变温绝热生长模型。根据断裂处氢气压力变化 ,并考虑管内流体的压缩性建立了水的泄漏率模型。对分别发生在单相水区 ,单相蒸汽区和两相汽水混合区的大泄漏钠 水反应进行瞬态计算和定性分析。结果说明 ,传热管不同位置发生泄漏对二回路造成的影响不同     

中国实验快堆热钠池热分层现象研究

中国实验快堆(CEFR)在紧急停堆工况下,会在热钠池上部空间形成热分层现象。热分层出现后,由于上腔室底部存在大量的冷钠(相对而言),这将延缓一回路自然循环的建立。同时,冷钠的存在还会降低自然循环的流量,并对事故停堆后堆芯的冷却产生不利影响。因此,热分层现象应当引起广泛注意。从设备结构的完整性分析上看,快堆热分层现象的出现对堆容器和部分堆内构件是不利的,会使这些部件在结构内部形成明显的热应力,对堆的安全运行构成隐患。本文调研了国内外在该领域的研究状况,分析国外已有的实验研究和理论计算进展,并结合快堆现有的计算分析程序,对CEFR的热分层现象进行深入和较为全面的计算分析。通过计算分析可以看到,在全厂断电工况下,在热钠池的上部会初步形成稳定的热分层,分层界面位于中间热交换器入口的下方,但是热分层现象不会对堆的自然循环构成影响。     

中国实验快堆粘钠设备动态去污技术模拟试验研究

采用硫酸和磷酸的混合酸作为去污剂,以530 ℃钠中浸泡3 700 h的304和316不锈钢为试样,进行了快堆设备去污模拟试验,并在去污试验后对试样进行去污深度、微观形貌以及力学性能等分析。结果表明：304和316不锈钢最大去污深度分别可达约10 μm和4 μm;材料去污深度随去污温度、时间、去污剂流速的增加而增大;相同条件下,304不锈钢的去污深度大于316不锈钢。去污后,材料均保持较好的延伸率,抗拉强度略有降低,不影响材料的整体力学性能。以12.5 g/L硫酸和30 g/L磷酸的混合酸一步法去污作为快堆粘钠设备的去污法具有操作简单、去污快、产生废液量少的特点,说明该混合酸是一种高效去污剂。     

快堆中钠环境下熔融物传播模型的建立与验证

快堆在超设计基准事故下运行,会导致燃料元件的熔化,并很快形成燃料和钢的混合沸腾池,池壁破损之后,高温熔融物将向组件盒间隙以及相邻组件中传播,使事故进一步升级.为了弄清熔融物传播的机理,采用了机理建模的方法,分别建立了导热冻结和整体冻结两种机理模型,在英国的SES实验及法国的PV-A实验上进行了验证,得出了有关冻结机理和钠流动的相关结论,通过对传播的相关参数进行比较分析.得出了熔融物传播的相关结论.     

冷却剂丧失条件下钠冷快堆棒束传热的三维蒙特卡罗模拟方法

采用蒙特卡罗方法分析钠冷快堆在假想冷却剂丧失条件下燃料棒束的钠两相流传热问题。以分子运动理论的基本定律为基础，开发出替代宏观经验模型来分析反应堆棒束中的钠蒸发率和冷凝率的微观模型，且采用三维蒙特卡罗方法模拟分子的运动轨迹，分子间的碰撞率以及分子与棒束、分子与棒束组件盒壁的碰撞率。对包壳干涸区的再浸润现象用动力膜模型描述，并计算了通过液膜的液体速度分布和平均液膜速度，对于从冷凝液膜蒸发的钠分子则被重新记为蒙特卡罗计算的源项。用微观和宏观模型相结合的方法数字模拟了德国卡斯鲁尔研究中心的堆外钠沸腾实验。     

中国实验快堆虹吸破坏装置取钠口结构流体动力学分析

中国实验快堆在一回路钠净化系统中设置虹吸破坏装置,以非能动方式减少该系统发生堆外管道破裂事故的液态钠泄漏量。本文对该装置中取钠口结构的发泡动力效应进行研究,从流体动力学分析角度证实该装置改进结构取钠口的泄压能力和非能动减少液态钠泄漏量的能力比原结构取钠口的好。     

中国实验快堆一回路冷阱工艺间钠火概率安全评价

本文运用事件树方法对中国实验快堆一回路冷阱工艺间发生钠火后的事故场景进行演绎分析,运用故障树方法对钠火相关系统进行可靠性建模。在此基础上计算得到各钠火事故序列的条件发生概率。结果表明:在获得的25个典型钠火事故序列中,19个序列的条件发生概率较低;在发生概率相对较高的6个序列中,4个序列的后果轻微,其余两个序列代表的钠火场景存在一定不确定性,需要在今后的钠火危险性评价中进一步具体研究。     

采用组合质量-弹簧模型的快堆卧式贮钠罐晃动分析

在核电工程中广泛使用各类形式的储液容器,储液容器的抗震分析必须考虑液体晃动的影响。针对矩形储液容器,不同于传统的单向质量-弹簧模型将液体晃动对容器侧壁、底部的作用都等效为对侧壁的作用,本文提出一种组合质量-弹簧模型及计算公式,模拟了液体晃动分别对容器的侧壁、底部的作用。组合质量-弹簧模型在三维有限元模型上的加载位置更加合理,容器底部的应力结果更加真实。利用组合质量-弹簧模型对中国实验快堆的卧式贮钠罐进行横向晃动有限元计算,算例表明了计算结果的可靠性。组合质量-弹簧模型为储液容器的有限元抗震分析提供了一种有效的方法。     

快堆蒸汽发生器小泄漏钠水反应产物传输扩散三维数值模拟

为了研究快堆蒸汽发生器热力参数对其水／水蒸汽泄漏探测系统响应的影响,本文建立了钠水反应产物在蒸汽发生器内的传输扩散模型。该模型根据钠水反应机理,首次提出氢气线密度概念,建立了氢气线密度控制微分方,程以氢氧根离子传输扩散过程;最后建立了氢离子的三维传输扩散方程。通过泄漏探测系统－氢计对模型计算的蒸汽发生器钠出口氢浓度的响应与实际注水实验氢计的响应比较,结果表明,该模型可以较准确地预测蒸汽发生器水／水蒸汽泄漏后钠水反应产物的传输扩散过程。