加速器驱动铅铋冷却自然循环次临界堆无保护瞬态分析研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文加速器驱动铅铋冷却自然循环次临界堆无保护瞬态分析研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：陈森核能科学与工程吴宜灿教授赵柱民研究员二。一四年五月八日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationforMaster，sdegreeUnproteCtedTranSientAnalySiS0fAcceleratorDrivenLBE．C00IedNaturaICirculationSUb．criticaIReactorAuthor’sName：SenCHENS

2、peciality：NuclearEner2yScienceandEngineering■V■VSuperVisor：ProfYicanWUProfZhuminZHAOFinishedtime：May8m，20l4中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。储獬：叶中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥

3、有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。V，从开口保密(年)作者签名：签字日期：聊躲乏私∥签字日期：3匆‘华．上。“摘要加速器驱动次临界系统(ADS)与临界系统相比具有不同的中子学和热工水力学动态特性。瞬态分析是评估和验证反应堆安全设计的重要

4、内容和方法。本文以FDS团队设计的lOMW。h加速器驱动铅铋冷却自然循环次临界反应堆为分析研究对象，开发次临界点堆动力学计算程序，利用RELAP5建立该反应堆分析模型，开展该反应堆的无保护瞬态分析，具体研究工作如下：首先，以该次临界系统为研究对象，开发适用于次临界反应堆瞬态过程分析的中子动力学程序。本文基于有外源的次临界点堆动力学数学模型，经理论推导，开发次临界点堆动力学程序并验证其功能，得到能用于次临界堆中子学动态特性分析的次临界点堆动力学程序。其次，对该次临界系统进行控制体划分建立I汪LAP5模型，包括系统中的部件模型(堆芯模型、换热器

5、模型、二回路模型等)和整个系统模型，开展各个模型的热工水力学验证。其中，次临界堆芯模型和换热器模型的验证采用不同流态下的压降测试，二回路模型的验证采用热工参数对比方法，整个系统模型的验证旨在稳态计算。验证结果表明，次临界堆芯模型、换热器模型、二回路模型和整个系统模型满足后期瞬态计算要求。最后，开展该次临界反应堆的无保护失热阱瞬态(ULOHS)和无保护超功率瞬态(UTOP)分析。对ULOHS类瞬态，研究了单个回路给水管道断裂事故和两个回路给水泵惰转事故。结果表明，单个回路给水管道断裂事故较为严重。对UTOP瞬态，研究了不同次临界度(乜矿=0．

6、90，O．95，0．97，0．98和0．99)下意外引入反应性+lp超功率事故和不同次临界度(锄=0．90，0．95，O．97，0．98和0．99)下质子束流超功率事故。结果表明，束流超功率事故对反应堆安全的影响相对严重。通过对ULOHS和UTOP两类瞬态的分析，表明：1)加速器驱动铅铋冷却自然循环次临界反应堆具有较好的安全性；2)加速器驱动铅铋冷却自然循环次临界反应堆具有良好的稳定性；3)加速器驱动铅铋冷却自然循环次临界反应堆的次临界度越深，反应性扰动影响越小；4)加速器驱动铅铋冷却自然循环次临界反应堆的次临界度越深，外源扰动影响越大；5

7、)加速器驱动铅铋冷却自然循环次临界反应堆次临界度越深，缓发中子作用越弱。关键词：ADs；铅铋冷却；RELAP5：不同次临界度；瞬态分析；安全分析；I+本论文工作得到中科院战略性科技先导专项“未来先进核裂变能一ADS嬗变系统”(编号：xDA03040000)，国家自然科学基金重火研究计划重点支持项目“加速器驱动次临界堆瞬态安全过程与影响机理研究”(编号：91026004)的资助。AbstractAbStraCtAcceleratorDriVenSystem(ADS)hasparticulafneutronicsandthe啪aI-hydrau

8、IicsbehaViorsf的mcriticaIsystem．AstheimportanceoftransientanaIysIslnassessmentandVeri行cati