PT-SCWR燃料组件的物理热工耦合分析.pdfVIP

第34卷第6期 核动力工程 V01．34．NO．6 2 01 3年l2月 NuclearPower Dec．20l3 Engineering 文章编号：0258．0926(2013)06-0005．05 PT—SCWR燃料组件的物理热工耦合分析 刘伟1，白 宁2，单建强1，朱元兵2，张博1，厉井钢2 I．西安交通大学核科学与技术学院，西安，710049；2．中科华核电技术研究院，深圳，518026 件进行物理热工耦合分析；这种耦合方式是合理有效的。分析结果表明：PT-SCWR组件中燃料富集度的分 布对燃料组件的径向功率分布有很大影响，通过调节各圈棒束的燃料富集度，可以有效地改善径向功率分布； cm时，轴向功率分布最接近余弦形状。 慢化剂厚度对棒束轴向功率分布有明显影响，当慢化剂厚度为25 关键词：PT-SCWR；物理．热工耦合分析；MCNP；子通道程序ATHAS 中图分类号：TL333文献标志码：A 1 前言 工耦合分析，结果表明混合中子谱SCWR是可行 的。单建强等Iloj利用MCNP和子通道程序ATHAS 超临界水冷反应堆(SCWR)是以超临界水 为冷却剂，稳态运行在水的临界点之上的一种第 对CANDU．SCWR组件进行物理热工耦合分析， 四代核反应堆【11。在超临界条件下，水的热物性 详细讨论了燃料富集度和组件栅距对功率分布的 在拟临界曲线附近有很强烈的变化，当接近临界 影响。本文主要对压力管式超临界水堆 压力时，水的比热急剧增大，密度却迅速减小。 (PT-SCWR)进行物理热工耦合分析。 在反应堆堆芯中，一方面冷却剂密度的变化 2耦合模型 直接影响中子的慢化，进而影响堆芯燃料的裂变 2．1组件描述 反应和功率分布；另一方面堆芯功率分布又会影 PT-SCWR是加拿大原子能公司提出的一种 响冷却剂的温度和密度分布。以往对SCWR进行 第四代反应堆设计，采用新型78棒燃料组件设 的热工水力子通道分析，没有考虑冷却剂密度变 计，其系统参数见表l。PT-SCWR燃料组件的结 化和物理反馈的影响12川，很难准确预测堆芯内功 构如图l所示，由外到内依次是压力管、绝热层、 率和温度的实际分布。鉴于SCWR中冷却剂密度 急剧变化，以及冷却剂密度与堆芯功率之间的紧 料组件的子通道划分如图2所示，总共78根燃料 密联系，对其进行物理热工耦合分析就显得非常 重要。 表1 PT-SCWR系统参数 Waata等15,6]利用蒙特卡罗程序(MCNP)和Tablel PT—SCWR Parametersof 子通道程序STAFAS对高性能轻水堆(HPLWR)参数 数值 进行耦合分析，很好地讨论了组件功率和冷却剂、 热功率-／MW 2540 热效率／％ 48 慢化剂密度之间的变化关系。Reissl7]对HPLWR