加速器驅(qū)動鉛鉍冷卻反應(yīng)堆換料系統(tǒng)初步設(shè)計與分析.pdf

1、加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)（簡稱ADS）是一種理想的核廢料嬗變和能量生產(chǎn)裝置，被國際原子能機構(gòu)(IAEA)列為優(yōu)先發(fā)展的嬗變放射性核廢料和有效利用核資源的先進核能系統(tǒng)。液態(tài)鉛鉍合金具有優(yōu)良的中子學(xué)性能、安全性能及傳熱性能，是目前ADS次臨界反應(yīng)堆冷卻劑及散裂靶的主要候選的材料，加速器驅(qū)動鉛鉍冷卻反應(yīng)堆已成為國際上ADS發(fā)展的主要方向。由于加速器質(zhì)子束管貫穿堆頂蓋進入堆芯，ADS堆內(nèi)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，且鉛鉍反應(yīng)堆需要在密封環(huán)境下遙操作換料，對加速器

2、驅(qū)動鉛鉍冷卻反應(yīng)堆的換料系統(tǒng)設(shè)計提出了新的要求。
　　 本文在對現(xiàn)有反應(yīng)堆換料技術(shù)進行調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，針對ADS鉛鉍冷卻反應(yīng)堆特點，開展了加速器驅(qū)動鉛鉍冷卻反應(yīng)堆換料系統(tǒng)的方案設(shè)計工作，包括換料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和換料流程設(shè)計。提出了分體式中心測量柱式換料系統(tǒng)，并說明了該方案對解決ADS反應(yīng)堆中因加速器質(zhì)子束管引入而帶來的換料難題具有可行性;最后針對換料系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備進行了設(shè)計，包括堆內(nèi)換料系統(tǒng)中的旋塞系統(tǒng)、堆內(nèi)換料機和堆內(nèi)升降

3、機，以及堆外換料系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)運室、新燃料廠房和乏燃料水池，提出了各關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計要求，設(shè)計過程中的技術(shù)難點，并結(jié)合運行環(huán)境和技術(shù)實現(xiàn)可行性給出了各個關(guān)鍵設(shè)備的初步設(shè)計方案。
　　 在換料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)上，進行了堆內(nèi)換料系統(tǒng)的運動學(xué)分析，證明了換料系統(tǒng)具有全覆蓋性和無障礙性。運用有限元分析軟件對換料系統(tǒng)的關(guān)鍵部件開展了數(shù)值模擬，證明了設(shè)計方案的合理性和可行性。上述研究結(jié)果為解決ADS系統(tǒng)中質(zhì)子束管引入帶來的換料技術(shù)難題提供了嘗試