ADS堆芯熱工水力計算方法研究.pdf

1、加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)(即ADS)是一種高效的核廢物嬗變裝置，同時也是中子科學研究的重要平臺。國際上關(guān)于ADS的研究起步較早，開發(fā)活躍，我國也正在逐步開展，但是在熱工水力計算方面存在一定差距。ADS堆芯熱工水力計算方法具有其獨特性，是研究設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)之一，開展研究是十分必要的。本文針對初步設(shè)計的堆型開展了堆芯物理熱工耦合計算方法和堆芯多孔介質(zhì)模型計算方法研究。
　　初步設(shè)計的ADS堆型主要的結(jié)構(gòu)及運行工況特點有:組件內(nèi)燃料排布密

2、集、根據(jù)燃料富集度將堆芯組件分內(nèi)外兩區(qū)排布;靶件系統(tǒng)選擇無窗靶，系統(tǒng)獨立，可以單獨分析;冷卻劑系統(tǒng)具有三個并行的一回路。
　　首先，建立了物理熱工耦合計算方法。通過對單通道模型及組件單通道模型的熱工計算方法的分析，利用堆芯材料物性參數(shù)的計算公式，建立了ADS單通道熱工程序，并與物理計算程序MCNP耦合建立方法。驗證了耦合方法的合理性，得出了設(shè)計堆芯的功率分布和熱工參數(shù)。通過耦合前后的數(shù)據(jù)對比，表明初步物理計算結(jié)果與實際結(jié)果有一定差

3、別，導致功率密度變化的主要原因是調(diào)用核素數(shù)據(jù)庫的改變。提出了堆芯徑向功率展平的優(yōu)化建議。
　　其次，建立了反應(yīng)堆堆芯多孔介質(zhì)模型方法。建立了模型孔隙率、滲透率、阻力系數(shù)等參數(shù)的計算公式，將西安脈沖反應(yīng)堆堆芯簡化為多孔介質(zhì)模型，利用計算流體力學軟件模擬了堆芯及堆池內(nèi)冷卻水循環(huán)，與實際運行結(jié)果對比，證明了方法的正確性和可靠性。利用該方法，可將ADS堆芯簡化為整個反應(yīng)堆系統(tǒng)中一個子系統(tǒng)，從而使堆池系統(tǒng)中的冷卻劑流動分析十分方便，為ADS