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压水堆高保真换料循环计算功能开发与验证应用

王习宁 刘宙宇 周欣宇 温兴坚 曹璐 张思凡 许晓北 易思宇 李帅铮 李帆 苏鑫

王习宁, 刘宙宇, 周欣宇, 温兴坚, 曹璐, 张思凡, 许晓北, 易思宇, 李帅铮, 李帆, 苏鑫. 压水堆高保真换料循环计算功能开发与验证应用[J]. 核动力工程, 2023, 44(2): 30-36. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0030
引用本文: 王习宁, 刘宙宇, 周欣宇, 温兴坚, 曹璐, 张思凡, 许晓北, 易思宇, 李帅铮, 李帆, 苏鑫. 压水堆高保真换料循环计算功能开发与验证应用[J]. 核动力工程, 2023, 44(2): 30-36. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0030
Wang Xining, Liu Zhouyu, Zhou Xinyu, Wen Xingjian, Cao Lu, Zhang Sifan, Xu Xiaobei, Yi Siyu, Li Shuaizheng, Li Fan, Su Xin. Development and Validated Application of Calculation Function of High Fidelity Refueling Cycle for Pressurized Water Reactor[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(2): 30-36. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0030
Citation: Wang Xining, Liu Zhouyu, Zhou Xinyu, Wen Xingjian, Cao Lu, Zhang Sifan, Xu Xiaobei, Yi Siyu, Li Shuaizheng, Li Fan, Su Xin. Development and Validated Application of Calculation Function of High Fidelity Refueling Cycle for Pressurized Water Reactor[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(2): 30-36. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0030

压水堆高保真换料循环计算功能开发与验证应用

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0030
基金项目: 国家自然科学基金(11735011)
详细信息
    作者简介:

    王习宁(1996—),男,硕士研究生,现从事核反应堆物理研究工作,E-mail: 1148251446@qq.com

    通讯作者:

    刘宙宇,E-mail: zhouyuliu@xjtu.edu.cn

  • 中图分类号: TL326

Development and Validated Application of Calculation Function of High Fidelity Refueling Cycle for Pressurized Water Reactor

  • 摘要: 在自主开发的数值反应堆物理计算程序NECP-X基础上开发了压水堆的换料循环计算功能,并针对某M310机组首循环、第2循环和第3循环的启动物理实验,以及针对前2个循环的燃耗进行了精细建模计算。计算值与实测值的比较结果表明:首循环、第2循环和第3循环启动物理实验的临界硼浓度、控制棒价值、温度系数计算结果误差均较小,符合验收准则;不同燃耗深度下的临界硼浓度、堆芯功率分布与实测值的比较结果显示,稳定燃耗点处最大硼浓度偏差为−39ppm(1ppm=10−6),最大的组件功率误差小于4.5%,随着燃耗的加深,堆芯功率的分布逐渐展平,误差逐渐减小。计算结果表明NECP-X程序已经具备商用压水堆启动物理实验和多燃料循环的计算能力。

     

  • 图  1  首循环硼降曲线

    Figure  1.  First-cycle Boron Drop Curve

    图  2  首循环归一化轴向功率密度

    Figure  2.  First-cycle Normalized Axial Power Density

    图  3  M310压水堆首循环径向功率偏差分布 %

    Figure  3.  M310 PWR First-cycle Radial Power Deviation Distribution

    图  4  M310压水堆首循环冷却剂温度分布

    Figure  4.  M310 PWR First-cycle Moderator Temperature Distribution

    图  5  M310 第2循环硼降曲线

    Figure  5.  M310 Second-cycle Boron Drop Curve

    图  6  功率计算值和测量值的偏差 %

    Figure  6.  Deviation between Calculated and Measured Power Values

    表  1  临界硼浓度计算结果

    Table  1.   Critical Boron Concentration Calculation Results

    工况计算值与实测值偏差/ppm验收准则/ppm
    Rin5.96±50
    RG1in1.10
    ARO8.58
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    表  2  控制棒价值计算结果

    Table  2.   Control Rod Worth Calculation Results

    控制棒组计算值与实测值相对偏差/%验收准则/%
    R2.4±10
    G13.7
    G23.5
    SB−4.0
    SC4.6
    下载: 导出CSV

    表  3  等温温度系数计算结果

    Table  3.   Isothermal Temperature Coefficient Calculation Results       

    工况计算值与实测值偏差/(pcm·K−1)验收准则/(pcm·K−1)
    ARO−2.1±3.6
    Rin−1.3
    RG1in−2.4
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    表  4  临界硼浓度和反应性温度系数计算结果

    Table  4.   Critical Boron Concentration and Reactivity Temperature Coefficient Calculation Results

    参数计算值与实测值偏差
    ARO临界硼浓度/ppm35
    ARO等温温度系数/(pcm·K−1)−0.143
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    表  5  控制棒价值计算结果

    Table  5.   Control Rod Worth Calculation Results

    控制棒组计算值与实测值相对偏差/%
    R−1.7
    N2−3.4
    SA1.6
    G10
    G27.2
    N13.8
    SB−3.4
    SC8.2
    SD−0.6
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    表  6  AO、FΔhFq计算结果

    Table  6.   AO, FΔh and Fq Calculation Results

    EFPDAO计算值与实测
    值的偏差/%
    FΔh计算值与实测
    值的偏差
    Fq计算值与实测
    值的偏差
    172−0.130.010.10
    2291.990.010.04
    2581.880.010.04
    2892.330.020.04
      注:①AO值为相对值,即:(堆芯上半部分功率−下半部分功率)/总功率
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    表  7  控制棒价值计算结果

    Table  7.   Control Rod Worth Results

    控制棒组计算值与实测值相对偏差/%验收准则/%
    R2.78±10
    N2−6.80
    SA0.76
    G14.40
    G23.17
    N16.81
    SB−1.23
    SC7.53
    SD8.30
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-25
  • 修回日期:  2022-12-26
  • 刊出日期:  2023-04-15

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