反应堆物理分析_chapter_4-2.ppt

有反射层反应堆 反射层的作用： 减少中子泄漏，提高中子经济性； 提高反应堆的功率输出能力 反射层材料的要求？ 反射层是否越厚越好？ 反射层材料的要求 1、散射截面要大。使得中子进入反射层以后发生散射概率大，回到堆芯内部的机会增多。 2、吸收截面要小。减少中子的吸收。 好的慢化剂材料通常也是较好的反射层材料 3、具有良好的慢化能力。 如H2O、D2O、石墨 中子通量密度的空间分布-有反射层反应堆 反射层节省 加了反射层以后，中子的泄漏减少，所以其临界体积比裸堆的临界体积小，称为反射层节省，用δ 来表示。 对于球形反应堆 δ=R0-R 。R0为裸堆的临界半径，R为带反射层的临界半径。 对于圆柱形反应堆，有径向和轴向反射层节省。 带反射层反应堆的几何曲率表示为： 球形反应堆 圆柱形反应堆 反射层节省决定因素 以球形反应堆为例讨论δ由那些因素决定 轴向功率分布 径向功率分布 中子通量密度分布和功率展平 热中子通量密度分布不均匀系数（功率峰因子）定义为：芯部内热中子通量密度的最大值与热中子通量密度的平均值之比。 轴向中子通量密度分布 控制棒、功率水平和燃耗（堆芯寿期） 径向中子通量密度分布 非均匀堆的特点，功率水平，燃耗。 功率展平的必要性 功率展平的必要性 总功率=组件数?组件平均功率 组件平均功率=组件最大功率/Fxy 总功率∝1/Fxy 通量密度展平措施 采取措施，使堆内中子通量密度分布变得平坦一些，称为通量密度展平。其措施有： 芯部分区布置 富集度高的燃料装在外区，富集度低的装在内区。 可燃毒物的合理布置 在中子通量密度高的区域插入一些吸收截面较大的可燃吸收体。 采用化学补偿及部分长控制棒控制 能有效地展平轴向通量密度分布。 应用反射层、合理安排提棒程序、控制棒合理布置。 中子通量密度的空间分布 轴向中子通量密度偏差与轴向偏移 堆芯内轴向中子通量密度偏差（AFD）: 定义：堆芯内上半部与下半部功率的差值，以满功率的百分数表示。 PT为堆芯上半部功率，PB为下半部功率，PN等于满功率 AFD与AO的差别 AO为常数，是由在无控制棒插入堆芯时建立的自然中子通量密度分布确定的。 AFD是由堆芯轴向中子通量密度分布形状确定的。 在满功率时，两者相等。AFD=AO AO恒定，AFD随功率不同变化 AFD与AO关系为 零功率轴向偏移无定义 双群扩散理论 下标1、2分别为快群和热群。 为快群的移出截面， 为快群到热群的散射截面。 采用双群扩散理论时，有效增殖系数k 为k=k∞PsPd。 Pd 为热中子扩散不泄漏几率， Ps为快中子在慢化过程中的不泄漏几率。 * * 用Reff=R+δr 以及Heff=H+2δz 来等效表示临界尺寸。称为等效半径和等效高度。 TLr 反射层节省可以写成 δ=T TLr 反射层节省可以写成 δ= Lr T为反射层的厚度，Lr为反射层的扩散长度 对于圆柱体反应堆，有： ?堆芯组件功率分布（径向分布） 堆芯内轴向偏移（AO）: 定义：堆芯内上半部与下半部功率的差值，以实际功率的百分数表示。 所谓双群，就是把堆内的中子按照能量大小划分为两群：热中子归为一群，称为热群；能量高于Ec 的中子归为一群，称为快群。 所以双群扩散理论的临界方程为： 若 很小，可以得到修正单群理论临界方程