控制棒钴吸收体的活度分布

应用单组中子微扰理论,对辐照后控制棒钴吸收体内活度分布进行理论分析,得到活度分布计算的解析表达式。对高通量工程试验堆(HFETR)首次出堆的2根控制棒钴吸收体进行数值计算。利用钴靶活度水下测量装置进行这2根钴吸收体活度分布的实验测量。计算与实验测量结果相符。通过理论计算所得到的活度分布可作为辐照后~(60)Co同位素分装依据。本文得到的控制棒相对价值曲线理论计算值与实验测量结果符合良好。     

HFETR控制棒钴吸收体安全性分析研究

高通量工程试验堆（HFETR）控制棒钴吸收体入堆至今已经20余年,本文对59Co的燃耗以及其燃耗对控制棒价值的影响进行了分析计算,结果表明,9#～14#控制棒的钴吸收体的平均燃耗和最大燃耗分别为4.02%和5.45%,4#和7#控制棒的钴吸收体的平均燃耗和最大燃耗分别为6.45%和10.38%;考虑钴吸收体燃耗的影响,9#～14#控制棒价值几乎不变,4#和7#控制棒价值下降0.15βeff（对于HFETR,1βeff=0.0071）;钴吸收体的燃耗使得堆芯次临界度下降0.16βeff,而反应堆的停堆棒位几乎不变,因此HFETR控制棒钴吸收体是安全的,且其燃耗对钴吸收体控制棒价值的影响较小,不影响反应堆的安全运行。      

CENTER高通量工程试验堆控制棒驱动线缓冲选型分析

CENTER高通量工程试验堆功率调节及启停操作较为频繁,控制棒驱动线设计时需重点考虑停堆控制棒落棒缓冲效果以保证寿期内使用的可靠性。对6种缓冲结构进行缓冲试验,根据落棒冲击力及落棒时间等关键因素对比选型,确定最合适的缓冲结构。选定结构下的控制棒驱动线落棒时间合适,落棒冲击力不大,适合用于CENTER高通量工程试验堆。     

压水堆控制棒价值的亏损速率研究

分析了以天然铪、Ag-In-Cd合金、纯银、B4C为吸收体的控制棒的燃耗特性及价值亏损规律。结果表明,天然铪、纯银的控制棒价值随燃耗呈线性递减,而Ag-In-Cd合金、B4C呈非线性递减,在相同燃耗内B4C的控制棒价值亏损幅度最大,纯银的亏损幅度最小。除以Ag-In-Cd合金为吸收体的控制棒价值亏损速率在燃耗初期出现陡降外,其余吸收体的控制棒价值亏损速率均随燃耗的加深而出现不同程度的增加。     

控制棒组件置换策略优化研究

目前国内在运核电厂控制棒组件并未考虑置换策略,控制棒组件在堆内位置固定,由于控制棒组件功能不同导致承受辐照不均匀,控制棒吸收体材料在辐照下发生肿胀及蠕变,影响电厂安全运行。使用控制棒组件工程分析评价程序CRABE V3.3对CPR1000核电机组控制棒组件设计寿命进行评价,通过对比分析控制棒组件置换策略对寿命的影响发现,若采用置换策略,功率调节棒组件设计寿命可显著提高至目前寿命的2倍以上,温度调节棒组件设计寿命也有明显提高。因此,在充分考虑电厂大修的实际情况下,通过优化控制棒组件在机组内置换策略,增加控制棒组件使用年限,从而提高机组安全性及经济性。      

PB-FHR的控制棒布局设计及物理效应

反应性控制系统的设计是反应堆物理设计的主要内容之一。氟盐冷却高温球床堆(Pebble Bed-Fluoride salt-cooled High temperature Reactor,PB-FHR)用B4C吸收体的控制棒作为反应性控制的主要手段。所有控制棒分布于石墨反射层的孔道中,其空间布局、几何结构、中子吸收体的特性参数等是影响控制棒反应性控制的关键因素。本文基于SCALE6程序,以10 MW固态燃料钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor-Solid Fuel,TMSR-SF1)(属于PB-FHR)设计模型为参考,系统研究了石墨反射层中控制棒径向位置、有效行程、棒体结构、吸收体长度、吸收体密度等因素对控制棒价值的影响。结果表明,控制棒的径向位置对控制棒价值影响较大;控制棒吸收体长度需综合考虑上下限位及极限下插限位对价值变化的影响;~(10)B的原子密度变化对控制棒价值影响较小。本研究为PB-FHR的反应性控制系统的设计及控制棒的制造加工提供理论参考。     

高通量工程试验堆物理计算方法的研究

研究了高通量工程试验堆堆芯栅元计算模型 ,特别是多层套管燃料组件的计算模型 ;提出了控制棒扩散系数修正方法 ;开发了栅元计算程序WIMS D4 CNPRI和六角形堆芯扩散计算程序CITATION/SIXTUS 2 / 3软件包 ,并成功的将它们用于高通量工程试验堆的物理计算。     

西安脉冲堆控制棒控制监视系统

西安脉冲堆控制棒驱动机构采用步进电机作为执行部件，与其相适应的控制棒控制系统采用了单片机芯片电路和大功率VMOS管，控制棒位置探测器显示系统采用接近开关和数字显示。经综合试验和堆上运行考验证明，该系统设计合理、性能良好、精确度高，具有很好的推广价值。     

HFETR占栅元铍中孔控制棒物理特性研究

研究了高通量工程试验堆(HFETR)占栅元铍中孔控制棒物理特性。首先,采用CELL程序计算各组件的少群截面参数;然后分别对占栅元控制棒和占栅元铍中孔控制棒进行了堆芯物理计算,并对反应堆轴向热中子注量率分布、60Co产量以及控制棒价值做了比较。研究结果表明,占栅元铍中孔控制棒完全可以用于HFETR的反应性控制,而且可以提高反应堆的安全性和经济性。     

西安脉冲堆反应性测量空间效应修正方法研究

反应性是反应堆重要的物理参数,在西安脉冲堆上增加反应性实时监测功能,能够为操纵员提供反应性实时大小和变化趋势,有利于其安全运行。逆动态方法以其实时性好、能测量任意反应性引入而被广泛应用于反应性测量,但由于控制棒的移动会导致中子注量率空间分布前后不一致,而出现偏差。本文对逆动态方法和静态空间效应因子进行了理论分析,给出了相应的计算方法;以西安脉冲堆为研究对象,使用蒙特卡罗（MCNP）程序计算了探测器三维空间的响应函数,同时计算了归一化节块功率密度,由此得到静态空间效应因子;最后在脉冲堆上进行了不同棒速下插控制棒实验,处理实验数据得到控制棒积分价值曲线。结果表明,进行空间效应修正是必要的,经修正后计算得到的控制棒价值曲线更稳定,计算结果与真实值误差更小。      

高温气冷堆控制棒硼燃耗特性分析

控制棒价值及其燃耗规律是核反应堆物理设计关注的要点之一。球床式高温气冷堆控制棒位于侧反射层石墨孔道中,吸收体为圆环形的B₄C,其燃耗特性具有特殊性。采用MCNP耦合燃耗计算模块的方法,对控制棒吸收体进行精细划分,分析了各子区域硼的详细燃耗特性及控制棒价值的变化规律。计算结果表明,由于强烈的空间自屏效应,虽然吸收体外层硼燃耗很多,但吸收体内层硼燃耗很少,因此,反应堆运行寿期末控制棒价值减少很小。     

控制棒新型电磁驱动机构动态特性实验研究

介绍了一种全新的控制棒驱动机构方案—可动线圈电磁铁控制棒驱动机构 ,它将应用于中国先进研究堆上。该研究给出了动态位移实验曲线以及位移修正曲线。实验证明该机构运行稳定 ,没有任何抖动 ,各状态之间转换平稳 ,定位精度高 ,动态负载能力强 ,采用间接测量棒位时需要进行位移修正 ,位移修正值与电流和载荷有关     

伪随机法动态测量在 HFETR 上的应用

用伪随机振荡技术测量了高通量工程试验堆(HFETR)不同功率水平时堆的频率特性。叙述了实验原理、振荡方式的建立和数据获取方法。本文应用富立叶变换与相关技术原理对数据进行了三种方式的处理。根据实测频率特性结果,得到了自动控制棒价值和堆的功率系数。     

错对中对错层布置的控制棒驱动线性能影响分析

CENTER高通量工程试验堆控制棒驱动线考虑到压力容器底部的安装空间紧张采用错层布置方式,需要开展抽插阻力测试、控制棒驱动线落棒试验进行对比,了解错对中值对两种不同布置高度的控制棒驱动线的运行及落棒性能影响,为驱动线的设计定型和安全评定提供必须试验依据。试验结果表明,错对中值增大对不同布置高度的控制棒驱动线落棒性能及抽插阻力的影响趋势是一致的,但在相同错对中值条件下布置于相对低位的长管座型驱动线上下运行所受抽插阻力相对更小,落棒时间更快、落棒冲击力更大。     

临界装置仪控系统的更新设计与调试

由于采用了集成度高,抗干扰能力强,触发动作阈值高的CMOS组件,使高通量工程试验堆临界装置仪表与控制保护系统有更高的安全性和可靠性。在控制棒驱动线路的设计中,应用了速度负反馈原理,使传动机构电动机转速更加平稳,棒速调整更加灵活。为了进一步保证堆的安全,增设了新的控制线路使在事故情况下,不但带电磁铁的控制棒会快速落棒,其它的控制棒也会以比正常下降快2～6倍的棒速向下插棒。介绍了调试的关键技术和新的抗干扰措施。经过为(4×4—4)核电站燃料元件物理实验而进行的40多次运行,     

临界装置仪控系统的更新设计与调试

由于采用了集成度高,抗干扰能力强,触发动作阈值高的CMOS组件,使高通量工程试验堆临界装置仪表与控制保护系统有更高的安全性和可靠性。在控制棒驱动线路的设计中,应用了速度负反馈原理,使传动机构电动机转速更加平稳,棒速调整更加灵活。为了进一步保证堆的安全,增设了新的控制线路使在事故情况下,不但带电磁铁的控制棒会快速落棒,其它的控制棒也会以比正常下降快2～6倍的棒速向下插棒。介绍了调试的关键技术和新的抗干扰措施。经过为(4×4-4)核电站燃料元件物理实验而进行的40多次运行,证明该系统的设计、调试是成功和可以借鉴的。     

HTR-10控制棒系统的试验与调试

10MW高温气冷实验堆共有10套控制棒组件及其驱动机构，用于高温堆启动，功率运行和停闭过程中补偿和调节所需的反应性变化，并保证足够的停堆裕度，为确保达到工程设计的要求，对全部控制棒组件及驱动机构，都在实验室进行了热态试验，在高温堆上进行了安装后调试，以及首次临界前的测试，各项数据表明，所有驱动机构运行良好，控制棒的提棒，落棒运行功能正常，位置保持功能正常，棒位显示准确。     

超级均匀化方法用于球床氟盐冷却高温堆扩散计算

球床氟盐冷却高温堆的控制棒位于侧反应射层内,存在无裂变中子源且受堆芯泄漏谱强烈影响的强吸收体区域扩散计算难题。超级均匀化方法(Super Homogenization,SPH)被用于对氟盐球冷却床堆侧反射层中控制棒区域的强吸收体进行等效均匀化处理,同时堆芯除控制棒区域外采用谱修正方法(Spectra Modification,SM),将输运计算的结果作为基准进行验算。结果表明,SM-SPH模型能有效地计算球床氟盐冷却高温堆反射层控制棒价值及通量分布,并且较常规的SPH方法能更好地处理棒间干涉效应。     

低价值控制棒中子吸收体材料燃耗相关数据的制作及验证研究

本文从燃耗方程出发给出了燃耗计算相关数据的内容,提出了使用蒙卡燃耗计算程序作为基准程序进行燃耗计算相关数据制作和验证的方法。应用该方法制作了低价值控制棒中子吸收体材料铽(Tb)和镝(Dy)同位素燃耗计算相关数据。数值计算结果表明,新制作的燃耗计算相关数据具有很高的计算精度。最终给出了满足低价值控制棒中子吸收价值要求的铽镝合金设计方案的计算结果。     

HTR-ESS的堆芯物理仿真方法研究

为满足高温气冷堆工程模拟仿真系统（HTR-ESS）中实时的要求,研究开发了三维圆柱几何堆芯多群中子时空动力学改进准静态方法模拟计算程序,使中子动力学程序满足模拟过程的实时要求。模型利用拟合公式计算宏观截面,使截面可实时反映堆芯状态,与堆芯热工形成反馈。针对高温气冷堆中控制棒的特点,提出使用等效吸收体的方法对控制棒进行等效,等效方法避免了在计算中出现控制棒移动与网格不匹配的问题。最后给出动态过程的简单模拟结果,显示了建立的堆芯物理实时计算模型满足设计条件和要求。