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高通量工程试验堆容积式换热器焊缝快中子注量计算

2021-07-20
云更新

  高通量测序工程项目试验堆容量式热交换器是OTETR冷却液工作压力界限的关键部分,它的完全性决策堆的畸型运作跟运用使用寿命。动能高过1MeV的快中子对容量式热交换器的辐照度会使其造成老化效用,进而危害容量式热交换器运用使用寿命。HFETR容量式热交换器欠缺的部分是纵焊缝,纵焊缝的使用寿命决策着容量式热交换器的使用寿命。

  到2004年底,HFETR已商业保险运作68炉,堆总積分输出功率做到135430MWd,容量式热交换器焊缝已接受的快中子注量是务必根据盘算弄清的难题。

  2盘算程序流程跟方式2.1盘算程序流程快中子注量率盘算用MCNP5C程序流程及根据ENDF/B-VI的持续动能横截面数据库查询ENDF60. Alamos试验室研制开发的个智能Monte-Carlo中子-光量子输运程序流程,可用以盘算中子、光量子或中子-光量子藕合输运难题,也可盘算临界值管理体系、次临界值及超临界萃取的本征值难题。MCNP的关键特性有:很有可能运用随意的一次、二次乃至四次斜面来定义解决随意三维是多少何构造的难题,有强的实用性。它提供了通用性源、临界值源跟根据写斜面源卡造成的斜面源等多种多样源散播,并允许客户界定自身的源;运用精致的点横截面数据库查询;作用富强,除提供了中子的7种基础记数跟光量子的6种基础记数外,还为客户改动盘算留出插口,很有可能令人满意客户的各种各样记数需要。此外,该程序流程还提供了很多的标准差着陆技能,以发展盘算法律效力。

  2.2盘算方式2.2.1中子能群构造在中子输运盘算中,将动能为0eV20MeV的中子分成3群:0 MeV.本科学研究关爱的是焊缝内腔处动能在120MeV范围内的中子注量。

  2.2.2构造叙述堆内然料元器件、铍块、铝块、掌权棒、放射性核素靶件、磨练设备、不锈钢板块等构件跟围桶外的内、外热屏蔽掉层、电离室孔洞、容量式热交换器,都按照实际上在是多少何构造及成分给与叙述。

  堆内不一样燃耗的然料元器件材料根据切实际成分的核素量给与叙述。

  HFETR容量式热交换器纵焊缝坐落于堆芯装车图上以K排为横坐标轴、以二根积棒管理中心联线为纵轴的第四象限第300处。即纵焊缝坐落于堆芯K11与U20二点决策的平行线上,它跟HFETR出入口母管、8孔洞中线的交角全是60°。

  盘算时,堆芯沿轴径分成12段,每段长10厘米,活性区10段,上、排水反射层各一段。上、排水反射层的2个外层内孔都取真空泵界限前提条件,PV的外热屏蔽掉层中的混泥土外边也取真空泵界限前提条件。

  2.2.3堆芯装车HFETR设计方案堆芯为44盒大元器件,10盒小元器件,11个辐照度孔洞,堆芯输出功率为125MW.在HFETR的具体运作中,堆芯输出功率基础按50MW或70MW运作,堆芯装车跟设计方案堆芯装车区别非常大。由于运作每日任务的要求,HFETR堆芯装车经历了由首炉的25盒元器件逐渐扩张为40盒、60盒、80盒、75盒元器件堆芯的过程。因而,选择七个楷模堆芯装车开展盘算。先盘算出每一个楷模堆芯装车焊缝处的快中子注量率,然后根据具体的运作積分输出功率,计算该楷模堆芯情况下焊缝的快中子注量。

  3盘算跟试验結果的较为为考試压力壳焊缝快中子注量盘算的牢固性,对HFETR做了的试验测量,用MCNP程序流程开展盘算并与试验結果较为较。

  3.1首炉結果较为首炉运作过程中,核反应堆在50MW输出功率运作时,13DS轴径高宽比360mm处快中子注量率的测量数值3.74X10101,匕12元器件管理中心水腔轴径400瓜瓜处的快中子注量率测量数值4.29X1014、相匹配试验测量点MCNP程序流程的盘算結果为:13DS处快中子注量率是3.64X1010\L12处快中子注量率是斗刀父他咖“压)-1,盘算跟试验結果的误差辨别为2.7%跟1.77%. 3.2第53-丨炉結果较为HFETR第53-1炉堆输出功率为50MW时,13D

  S、7DS快中子注量率较为結果见表

  1. 3.3HFETR第68-丨丨炉結果较为HFETR第68-炉堆输出功率为70MW时容量式热交换器内电离室跟容量式热交换器外电离室1的快中子注量率较为結果见表2.由表1、表2得知,里层电离室的盘算跟试验結果误差较小,而表层电离室的盘算跟试验結果误差很大,在其中,1QDS的盘算值与测量值的误差达到79%.分析觉得,1QDS中子注量率测量值的一直判定过大,很可能是盘算跟测量值误差很大的关键原因,这在当今的试验测量跟追踪盘算中会进一步多方面分析。

  2000年出版发行的《欧洲经济相互配合与发展趋势机构核能发电局RPV中子老化》讲演得出现阶段国际性上RPV中子注量盘算值与试验测量值的误差约为20%,某些結果达到30%.或更高。

  之上結果表明,MCNP5C的盘算結果与试验测量值中间的误差是基础公平的,可用以HFETR压力壳焊缝快中子注量的盘算。

  4楷模堆芯盘算結果HFETR25盒、40盒、60盒、80盒没有磨练部件、80盒带500kW磨练部件、80盒带500kW跟2005kW磨练部件、75盒、75盒带板形然料部件堆芯在堆输出功率50MW时相匹配的RPV内腔轴径较大 快中子注量率的盘算結果见表3.由表3得知:在八个楷模堆芯装车中,80盒然料元器件带500kW跟2005kW磨练部件堆芯相匹配的焊缝部位快中子注量率;焊缝部位快中子注量率关键决策于跟焊缝同轴向方位相邻堆芯地区的装车,跟堆芯然料元器件总数关系并不大;板形部件入堆不容易提升焊缝处的快中子注量率。

  测量盘算误差/%测量盘算误差/%表2450毫米高宽比快中子(>测量盘算误差测量盘算误差表3不一样堆芯装车时PV内腔轴径较大 快中子注量率1081然料元器件PV内腔焊缝内腔25盒40盒60盒80盒80盒带500kW部件80盒带500kW部件及2005kW部件75盒75盒带板形然料部件表4焊缝内腔轴径较大 中子注量率炉f与注量奶Table堆芯元器件数積分输出功率/MWvd 25盒40盒60盒80盒1控制回路2控制回路1控制回路75盒累计5焊缝所受快中子注量盘算中,将堆芯内元器件在2540盒中间的归到40盒;4160盒中间的归到60盒;6180盒中间的归到80盒。盘算結果见表4.由表4得知,截至2004年底,焊缝内腔所遭受的£>1Me

  V、£>0.1MeV的快中子注量轴径较大 段均匀值辨别取轴径段内的快中子不均匀系数为1.05,则截至2004年底,焊缝内腔所遭受的£>1Me

  V、£>0.1MeV的快中子较大 点注量各为1.212X1017cm―2、2.514 6观点截至2004年底,HFETR容量式热交换器焊缝内腔所遭受的£>1MeV快中子较大 点的注量为1.212 X1017cm―2、£>0.1MeV的快中子较大 点的注量

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