控制棒驱动机构膨胀反应性反馈模型开发与应用

张熙司; 杨鹏; 薛方元; 霍兴凯; 刘一哲

doi:10.13832/j.jnpe.2023.03.0165

控制棒驱动机构膨胀反应性反馈模型开发与应用

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.03.0165

1.
中国原子能科学研究院，北京，102413
2.
中核战略规划研究总院，北京，100048

详细信息

作者简介:
张熙司（1988—），男，博士研究生，现主要从事反应堆安全分析方面的研究，E-mail: zhangxisicefr@163.com

中图分类号: TL364
计量
- 文章访问数: 231
- HTML全文浏览量: 99
- PDF下载量: 32
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2022-07-02
- 修回日期: 2022-08-12
- 刊出日期: 2023-06-15

Development and Application of Control Rod Drive Mechanism Expansion Reactivity Feedback Model

1.
China Institute of Atomic Energy, Beijing, 102413, China
2.
China Institute of Nuclear Industry Strategy, Beijing, 100048, China

摘要

摘要: 在中国实验快堆功率试验阶段，开展了功率反应性测量试验，研究发现功率反应性的试验测量值与理论计算值存在较大偏差，需要对功率反应性的计算方法进行改进。本研究对理论计算值与中国实验快堆功率反应性试验值之间的偏差进行了分析，找出了导致偏差的主要原因，并开发了控制棒驱动机构膨胀反应性反馈模型，对理论计算的功率反应性进行了修正。结果表明，修正后的理论计算值和试验测量值之间符合良好，相对偏差为6.5%。本研究开发的驱动机构膨胀反应性反馈模型可以用于钠冷快堆的反应性计算。
- 钠冷快堆 /
- 功率反应性反馈 /
- 控制棒驱动机构膨胀
Abstract: In the power test phase of China Experimental Fast Reactor, the power reactivity measurement test was carried out. The results showed that there was a large deviation between the measured values and the theoretical calculation values, and the calculation method of power reactivity needed to be improved. This research analyzed the deviation between the theoretical calculation values and the measured values of China Experimental Fast Reactor power reactivity, and the cause of the deviation was found out. Furthermore, this research developed a control rod drive mechanism expansion reactivity feedback model to correct the theoretical calculation results. The results show that the corrected theoretical calculation values are in good agreement with the measured values, with a relative error of 6.5%. Therefore, the control rod drive mechanism expansion reactivity feedback model developed in this research can be used for reactivity calculation in sodium cooled fast reactors.
- Sodium cooled fast reactor /
- Power reactivity feedback /
- Control rod drive mechanism expansion

HTML全文

图 1 反应堆相对功率随时间的变化

Figure 1. Change Curve of Reactor Relative Power over Time

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 反应性反馈随时间的变化

Figure 2. Change Curve of Reactivity Feedback over Time

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 临界棒位和对应的微分价值

Table 1. Critical Rod Position and Corresponding Differential Value

参数名	补偿棒棒位/mm	安全棒棒位/mm	调节棒棒位/mm	控制棒总微分价值/ （pcm·mm⁻¹）	控制棒驱动机构等效膨胀量/mm	控制棒驱动机构膨胀反应性/pcm
参数值	275	500	275	19.44	22.11	429.73

下载: 导出CSV

表 2 修正后的反应性功率效应

Table 2. Power Reactivity Effect after Correction

参数名	参数值
钠密度变化/pcm	−121.76
钠体积份额变化/pcm	−26.03
燃料组件轴向膨胀/pcm	−390.69
反射层组件的轴向膨胀/pcm	−10.52
堆芯的径向膨胀（燃料组件弯曲）/pcm	+100.0
Doppler效应/pcm	−37.27
控制棒驱动机构膨胀效应/pcm	−429.73
总的功率反应性效应（360℃、额定功率）/pcm	−915.99
试验测量值（360℃、额定功率）/pcm	−980
理论值与试验值的相对偏差/%	−6.53

下载: 导出CSV

表 3 事故进程比较

Table 3. Accident Process Comparison

安全分析报告的事故分析事件类型	事件进程时刻/s	考虑驱动机构膨胀的事故分析事件类型	事件进程时刻/s
1根调节棒失控提升，正反应性引入速率为10.13pcm/s	0.0	1根调节棒失控提升，正反应性引入速率为10.13pcm/s	0.0
调节棒提升到顶	15.0	调节棒提升到顶	15.0
堆芯相对功率达最大值1.241	46.2	堆芯相对功率达最大值1.142	88.7
反应堆状态稳定	600	堆芯功率呈现下降趋势	600
堆芯相对功率为1.18	600	堆芯相对功率为1.12	600

下载: 导出CSV

参考文献(7)

[1]	苏著亭, 叶长源, 阎凤文, 等. 钠冷快增殖堆[M]. 北京: 中国原子能出版社, 1991: 575.
[2]	李泽华. 反应性功率系数测量导则: CEFR01HWLTDT03[R]. 北京: 中国原子能科学研究院, 2005.
[3]	李泽华. 应用三维节块法程序计算动态参数[J]. 核科学与工程,1997, 17(3): 276-280.
[4]	李泽华. 中国实验快堆首炉堆芯的稳态物理特性: CEFR01Z19LWS10-JS[R]. 北京: 中国原子能科学研究院, 2001.
[5]	VANIER M, BERGEONNEAU P, GAUTHIER J C, et al. Superphénix reactivity and feedback coefficients[J]. Nuclear Science and Engineering, 1990, 106(1): 30-36. doi: 10.13182/NSE90-A23754
[6]	IAEA. Comparative assessment of thermophysical and thermohydraulic characteristics of lead, lead-bismuth and sodium coolants for fast reactors: IAEA-TECDOC-1289[R]. Vienna: IAEA, 2002.
[7]	田和春. 求解反应堆动态方程的插值多项式法[J]. 核动力工程,1989, 10(6): 39-46.