AP1000培訓(xùn)-堆芯設(shè)計(jì)ppt課件

1、 AP1000教材堆芯設(shè)計(jì)消費(fèi)預(yù)備處 .目錄目的堆芯設(shè)計(jì)整體特點(diǎn)反響堆構(gòu)造堆芯設(shè)計(jì)援用資料.目的引見(jiàn)AP1000核電站堆芯及堆芯設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí). 芯-堆芯- AP1000的堆芯Advanced Passive LWR先進(jìn)的非能動(dòng)的輕水堆.第三代核電站第三代核電站的概念： 相對(duì)實(shí)現(xiàn)了系列化和規(guī)范化的第二代技術(shù)而言具有更高的平安性和經(jīng)濟(jì)性，滿足UtilityRD美國(guó)用戶要求文件和EUR要求的先進(jìn)性機(jī)組URD對(duì)新建電站的主要要求：更大的功率100150萬(wàn)千瓦更高的平安性更長(zhǎng)的壽命60年更短的建立周期4852個(gè)月更好的經(jīng)濟(jì)性.第三代核電站續(xù)更高的平安目的 堆芯熱工平安裕量 15%19% 堆芯融化概率 1

2、.0*10E-5/堆 5.08*10E-7/堆 大量放射性向環(huán)境釋放概率 1.0*10E-6/堆 5.94*10E-8/堆 可利用因子 87%93%.第三代核電站續(xù)更高的經(jīng)濟(jì)目的造價(jià)大大降低約為1200美圓/KWe 批量化后大幅降低造價(jià)(2200/1760)消費(fèi)本錢大大降低約3.4美分/KWh.AP1000堆芯設(shè)計(jì)整體特點(diǎn)AP1000 的堆芯堅(jiān)持了傳統(tǒng)壓水堆314的堆芯構(gòu)造(比利時(shí)的Doel 4 和Tihange 3) ；堆芯核設(shè)計(jì)根據(jù)與第二代壓水堆根本一樣；從首爐料開場(chǎng)就實(shí)現(xiàn)18 個(gè)月長(zhǎng)燃料循環(huán)；設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)內(nèi)容與第二代壓水堆相比有一定改良；到達(dá)第三代壓水堆的要求；具備不調(diào)硼負(fù)荷跟隨才干。

3、.反響堆構(gòu)造堆芯.壓力容器剖面圖.堆芯田灣.表示，合計(jì)42個(gè)通道MA： MSHIM 灰棒組 A MB： MSHIM 灰棒組 BMC： MSHIM 灰棒組 C MD： MSHIM 灰棒組 DM1： MSHIM 黑棒組 1 M2： MSHIM 黑棒組 2AO： A.O. 控制棒組SD1：停堆棒組1 SD2：停堆棒組2SD3：停堆棒組3 SD4：停堆棒組4.堆芯相關(guān)信息反響堆堆芯由燃料組件、離散式可燃毒物組件、黑體控制棒組件RCCA、灰體控制棒組件GRCA、中子源組件構(gòu)成AP1000 堆芯有157 組燃料組件163堆芯活性區(qū)高度為4.267m3.5542個(gè)堆芯丈量通道69束控制棒組件.組件田灣.田灣

4、.燃料組件相關(guān)信息燃料組件由上管座、下管座、燃料棒、導(dǎo)向管、儀表管和定位格架組成(ROBUST，2.354.45)組件中燃料棒采用17 x 17 陳列括264 根燃料棒，24 根控制棒導(dǎo)向管和1 根儀表管311+18+1儀表管位于中間位置，為堆芯中子通量丈量和溫度丈量探測(cè)器提供丈量通道 導(dǎo)向管提供黑棒RCCA、灰棒GRCA和中子源組件、可燃毒物組件和阻力塞組件的插入通道 每個(gè)燃料組件有2個(gè)頂部和底部格架，8個(gè)中間格架，4個(gè)中間攪混格架和一個(gè)底部維護(hù)格架 .初始堆芯 燃料組件內(nèi)的燃料棒富集度是53x2.35 + 52x3.40 +52x4.45運(yùn)用1558 根硼玻璃可燃毒物棒和8832 根IFB

5、A 可燃毒物棒；69 束控制棒16 束灰棒，53束黑棒每束灰棒由4 根 Ag-In-Cd 棒和20 根不銹鋼棒組成黑棒那么由24 根 Ag-In-Cd 棒組成17X17 14 英尺426.72 厘米R(shí)obust 燃料組件；具備不調(diào)硼負(fù)荷跟隨才干最大燃料組件卸載燃耗58,000 MWD/TU和最大燃料棒燃耗62,000 MWD/TU .燃料棒.燃料棒相關(guān)信息燃料棒是由ZIRLO包殼管(低錫低鐵無(wú)鉻加鈮鋯合金 )、二氧化鈾陶瓷芯塊、壓緊彈簧、上端塞和下端塞組成燃料芯塊是圓柱體，芯塊端面為碟形，以允許有更多的軸向膨脹和添加裂變氣體的儲(chǔ)存空間燃料棒的空腔和間隙可以包容燃料釋放的裂變氣體，補(bǔ)償包殼和燃料

6、之間不同的熱膨脹和輻照期間燃料密度的改動(dòng) 一些AP1000燃料棒還包含一體化燃料可燃吸收體IFBA，IFBA是包覆硼化物層的芯塊或二氧化鈾和氧化釓混合的燃料芯塊 .控制棒布置.控制棒組件 .控制棒相關(guān)信息控制棒組件按棒束中吸收體的資料和功能分為兩類：RCCA黑棒和GRCA灰棒 RCCA銀-銦-鎘合金 分為三類：溫度控制棒、軸向功率分布控制棒和停堆棒 灰棒用于負(fù)荷跟蹤操作，提供機(jī)械補(bǔ)償替代運(yùn)用改動(dòng)硼濃度的化學(xué)補(bǔ)償 .可燃毒物組件和中子源組件可燃毒物由環(huán)形薄壁的氧化鋁芯塊組成，氧化鋁(Al2O3)芯塊中含有作為碳化硼(B4C)資料的B10 反響堆中有2個(gè)初級(jí)和2個(gè)次級(jí)中子源組件初級(jí)源棒含有一個(gè)放射

7、性資料，在初始堆芯裝料、啟動(dòng)和初始堆芯運(yùn)轉(zhuǎn)初期自發(fā)地發(fā)射中子次級(jí)中子源棒含有一個(gè)穩(wěn)定的中子源資料，在堆內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)期間被活化，資料被活化后會(huì)釋放中子 .堆芯設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在工況I 和工況II 下不希望發(fā)生燃料破損，也就是燃料棒包殼壓力邊境被破壞。能夠會(huì)發(fā)生少量的燃料破損，但必需處于核電廠凈化系統(tǒng)的凈化才干之內(nèi)并與電廠設(shè)計(jì)基準(zhǔn)堅(jiān)持一致在出現(xiàn)工況III 后，僅有少量燃料棒破損，反響堆能前往平安形狀。在發(fā)生工況IV 后，反響堆能重建一個(gè)平安形狀，即維持堆芯次臨界并堅(jiān)持冷卻堆芯的幾何外形.堆芯設(shè)計(jì)基準(zhǔn)燃料組件應(yīng)能經(jīng)接受運(yùn)輸、操作和堆芯裝載中引起的非運(yùn)轉(zhuǎn)載荷作用燃料組件可接受控制棒的提升和下插，以便為功率運(yùn)轉(zhuǎn)和反響

8、性停堆形狀提供所需的反響性控制。燃料組件可為堆芯丈量?jī)x表的插入提供通道反響堆壓力容器和堆內(nèi)構(gòu)件，與燃料組件構(gòu)造一道，引導(dǎo)反響堆冷卻劑流經(jīng)堆芯。由于存在流量分配和旁通流量問(wèn)題，熱量傳輸性能要求必需滿足各種運(yùn)轉(zhuǎn)方式的要求燃料棒的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么的要求，以使燃料棒的燃耗程度到達(dá)設(shè)計(jì)卸料燃耗.堆芯設(shè)計(jì)組成部分堆芯核設(shè)計(jì)熱工水力設(shè)計(jì)堆芯水力設(shè)計(jì)堆芯監(jiān)測(cè)儀表.核設(shè)計(jì)工具運(yùn)用新版 APA 程序包進(jìn)展堆芯核設(shè)計(jì)。主要程序如下：用多群70 群兩維輸運(yùn)實(shí)際組件能譜程序PHOENIX-P 計(jì)算燃料組件均勻化兩群分散參數(shù)及反射層參數(shù)。核數(shù)據(jù)庫(kù)采用ENDF/B VI 庫(kù)用三維兩群節(jié)塊展開法分散實(shí)際程序ANC 進(jìn)展堆

9、芯計(jì)算包括功率分布、燃耗、臨界硼濃度、反響性系數(shù)、控制棒價(jià)值等等主要的核設(shè)計(jì)內(nèi)容用一維兩群細(xì)網(wǎng)分散實(shí)際程序APOLLO 進(jìn)展軸向功率分布、控制棒微分價(jià)值、負(fù)荷跟隨、功率才干分析等設(shè)計(jì)計(jì)算。用積分輸運(yùn)實(shí)際程序LASER 計(jì)算燃料棒內(nèi)部功率分布.核設(shè)計(jì)的概念反響堆是個(gè)繼續(xù)變化的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)有核裂變、裂變產(chǎn)物的積累、堆芯冷卻劑溫度的變化、控制棒的挪動(dòng)等動(dòng)態(tài)要素堆芯重要參數(shù)如反響性、中子通量分布、燃料燃耗等都是隨時(shí)間、空間發(fā)布變化的核設(shè)計(jì)就是經(jīng)過(guò)計(jì)算模型對(duì)這些變化進(jìn)展分析.核設(shè)計(jì)重要參數(shù)燃耗，核燃料耗費(fèi)的度量NRC同意的最大平均燃耗為60000MWd/tU反響性 %反響性系數(shù) %/單位.負(fù)反響性反響：負(fù)燃

10、料溫度系數(shù)；功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有負(fù)的慢化劑溫度系數(shù)反響性控制控制棒和硼酸.功率分布控制：功率峰因子小于限值停堆裕量：小于限值穩(wěn)定性：氙震蕩穩(wěn)定.熱工水力設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)使堆芯裂變能傳送到二環(huán)路系統(tǒng)設(shè)計(jì)使停堆后把堆芯余熱傳出來(lái)同時(shí)確定電廠的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么，對(duì)核設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、丈量?jī)x表等提出設(shè)計(jì)要求堆芯熱工水力設(shè)計(jì)中的DNB 分析采用全統(tǒng)計(jì)方法Revised Thermal DesignProcedure -RTDP.熱工水力設(shè)計(jì)的重要參數(shù)偏離泡核沸騰DNB偏離泡核沸騰比DNBR DNBR=臨界熱流密度/最大熱流密度熱管因子 Fq=線功率密度峰值/線功率密度平均值 Ql=We/157/264/426.7瓦/cm燃料溫度和包殼溫度 燃料熔點(diǎn)2593.堆芯水力設(shè)計(jì)概念 對(duì)堆芯流量大小、流量分配、堆芯阻力及流量的不穩(wěn)定性等進(jìn)展計(jì)算估計(jì)主要參數(shù)： 堆芯流量大小 堆芯阻力及壓降 流量的不穩(wěn)定性.堆芯監(jiān)測(cè)儀表堆芯功率和功率分布丈量系統(tǒng)IIS金屬撞擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)松動(dòng)件.援用資料核電專刊AP1000)非能動(dòng)平安先進(jìn)核電廠AP1000AP1000研討總論AP1000研討總報(bào)告_第一章-系統(tǒng)設(shè)計(jì)特征和差別分析第三