ERANOS程序系统在我国快堆设计中应用.pdfVIP

第十二届反应堆数值计算与粒子输运学术会议 ERANOS程序系统在我国快堆设计中的应用 赵金坤，周科源 (中国原子能科学研究院快堆工程部，北京275信箱34分箱，102413) 摘要：本文介绍了堆芯物理计算程序系统ERANOS的主要特点和功能，以及利用该程序系统对CEFR、 BN600等堆芯中子学特性进行的验证计算情况。通过上述应用总结综合论证了ERANOS程序系统应用到不 同类型快堆设计中的适用性，并为该系统可靠地应用到我国后续快堆设计提供参考依据。 关键词：快堆；堆芯中子学；CEFR：ERANOS 能源的多元化，是国家能源安全战略的 块化设计，使用灵活，功能齐全。该程序系 重要内容。实践证明，核能是一种安全、清 统在凤凰堆、超凤凰堆等反应堆的设计和实 洁可靠的能源。我国人均能源资源占有率较 验分析中得到了广泛应用。 低，分布也不均匀，为保证我国能源的长期 我们使用该系统对中国实验快堆 稳定供应，核能将成为必不可少的替代能 (CEFR)t2】进行了验证计算，并将其应用于后 源。发展核电可改善我国的能源供应结构， 期的大型快堆设计工作中，在这过程中也整 有利于保障国家能源安全和经济安全。 理出了一套适合我们实际需求的使用方法。 现今成熟的商用核电站基本都是压水 堆，为了提高铀资源的利用率，嬗变压水堆 2．CEFR设计的验证 产生的长寿命放射性产物，就有必要发展快 堆技术。 为进一步熟悉ERANOS系统，并验证 要发展快堆就需要适当的快堆设计方 该系统是否适合于中小型快堆系统的堆芯 案，而在快堆设计和分析中处于核心地位的 物理设计和分析，使用ERANOS系统对 就是对堆芯中子学的研究，一套可靠的快堆 CEFR的堆芯物理特性分析，并与以前的设 堆芯物理计算程序则是堆芯中子学研究所 计参数进行了比较分析。 必需的。正是在这个前提下，我t1]引进了 为节省栅元计算耗费的时间，原来将整 ERANOS系统，并将其用在我国的快堆设计个堆芯描述为一个栅元，各种不同组件等效 工作中。 为同心的圆环(图3．1)，采用径向圆柱 几何的一维Sn输运计算。 1．ERANOS程序系统 针对不同组件，分别进行栅元计算，考 虑栅元的重要性不同，进行了如下的近似 法国的核电在全国能源中所占比例接 (栅元的几何模型如图3．2所示)： 近70％，在快堆方面的研究经验也非常丰 对燃料栅元使用非均匀描述，内圈为燃 富，建有多座快中子反应堆及实验装置，仅 料芯块和包壳，外圈为冷却剂和套管结构材 大型原型快堆就成功建造运行了“风凰”和 料 “超凤凰”两座，在快堆堆芯物理分析和实验 非燃料栅元使用均匀描述 研究方面具有很丰富的经验。 经过计算，得出的结果如下： Reactor CEFR堆芯在初始装载的情况下，预计 ERANOS(EuropeanANalysis Optimized J正是由法国为 达到临界时，有效增殖因子keff的计算值为 System)程序系统ll 主导，欧共体共同开发，历经近30年的发 0．9673，较原有计算结果0．9762略小；此 展，用于快中子系统(快堆和快中子实验装 置)物理和屏蔽计算分析的软件系统，并且 能分析计算