铅铋冷却反应堆补偿棒组件初步设计与分析

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1、?S料苓我本大硕士学位论文叙冷却反產堆补後棒组件论文题目切步设计与分析张表龙作者姓名核能科学与工程学科专业呉金灿研究员東勇到研究员导师姓名二〇一五年五月完成时间肀科嗲裁水大嗲硕士学位论文铅秘冷却反应堆补偿棒组件初步设计与分析作者姓名：张康龙学科专业：核能科学与工程导师姓名：吴宜灿研究员宋勇副研宄员完成时间：二一五年五月二十日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster'sdegreePreliminaryDesignandAnalysisofShimRodAssemblyforLeadBismuthEut

2、ecticCooledReactorAuthor'sName：：：，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宄成果。与我一同工作的同志对本研宄所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：从晨反签字日期：师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

3、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。！公开口保密（年）作者签名：导师签名：签字曰期：签字日期：摘要摘要铅基反应堆作为新型反应堆系统，使用铅基合金作为冷却剂，具有中子经济性好、嬗变效率高、传热能力强、安全性好等优点，具有良好的发展前景。在铅基反应堆中，补偿棒组件负责反应堆正常运行工况下大部分反应性的控制任务，对反应堆运行和控制安全尤为重要。本文结合国际上快中子反应堆控制棒组件设计经验，针对补偿棒组件面临的液态铅铋共晶体（高密度高浮力服役环境，讨论了

4、补偿棒组件的反应性控制、结构应力以及热工水力方面的设计要求和基准，在此基础上，研究分析并提出了一种满足服役环境要求和相关设计基准的补偿棒组件方案，该方案采用密闭式的重力落棒方式，可以保证反应堆在冷却剂丧失事故下的安全停堆能力。其结构部件主要有：吸收体棒束、棒束抓手、配重、内套筒、传力杆、内套筒封头以及外套管。根据以上构件概念，通过中子学分析如临界计算、燃耗计算以及结构设计和应力计算研宄了补偿棒组件内主要构件，如吸收体棒束、内套筒以及配重的主体结构参数，优化设计得到了各构件初步结构方案。同时该组件方案通过优化设计内套筒结构，较好地解决了大质量配重引入对补偿棒组件整体结构及其他构件造成

5、的影响，使得补偿棒组件既能有效克服液态铅铋浮力作用，又能保持结构完整实现预定功能。本文对铅铋冷却反应堆补偿棒组件方案设计的研究可以为铅基反应堆内其他控制棒组件如安全棒、调节棒的设计提供参考，为补偿棒组件方案进一步优化提供了研宄基础。关键字：反应堆，铅基合金，补偿棒，组件本论文工作得到“国家自然科学基金”（以及“中国科学院战略性先导科技专项的支持。AbstractAbstractAsaninnovativereactorsystem,lead-basedreactoruselead-basedalloyasthecoolantandhavehighneutron,hightransm

6、utationcapability,highheat-transferabilityandhighsafety.Thesecharacteristicsmakelead-basedreactorapromisingconceptforthefuture.Inlead-basedreactors,theshimrodsdealwiththemajorityreactivityandhasaconsiderableimpactonthereactorsafety.Basedonthehighdensityandhighbuoyancyserviceconditioncausedbyth

7、eLeadBismuthEutectic(LBE)andtheinternationaldesignexperienceofshimrodsforLBEcooledreactor，，，，““目录目录第一章绪论核反应堆发展与现状核电发展历史及现状铅基反应堆特点铅基反应堆补偿棒的重要作用及研宄现状铅基反应堆中补偿棒的重要作用铅基反应堆补偿棒研宄现状铅基反应堆补偿棒设计面临的问题论文的研究目标、意义及主要内容结构第二章总体设计要求参考铅铋冷却反应堆堆芯设计要求与基准反应性控