AP1000培训-堆芯设计ppt课件

1、 AP1000教材堆芯设计消费预备处 .目录目的堆芯设计整体特点反响堆构造堆芯设计援用资料.目的引见AP1000核电站堆芯及堆芯设计相关知识. 芯-堆芯- AP1000的堆芯Advanced Passive LWR先进的非能动的轻水堆.第三代核电站第三代核电站的概念： 相对实现了系列化和规范化的第二代技术而言具有更高的平安性和经济性，满足UtilityRD美国用户要求文件和EUR要求的先进性机组URD对新建电站的主要要求：更大的功率100150万千瓦更高的平安性更长的寿命60年更短的建立周期4852个月更好的经济性.第三代核电站续更高的平安目的 堆芯热工平安裕量 15%19% 堆芯融化概率 1

2、.0*10E-5/堆 5.08*10E-7/堆 大量放射性向环境释放概率 1.0*10E-6/堆 5.94*10E-8/堆 可利用因子 87%93%.第三代核电站续更高的经济目的造价大大降低约为1200美圆/KWe 批量化后大幅降低造价(2200/1760)消费本钱大大降低约3.4美分/KWh.AP1000堆芯设计整体特点AP1000 的堆芯坚持了传统压水堆314的堆芯构造(比利时的Doel 4 和Tihange 3) ；堆芯核设计根据与第二代压水堆根本一样；从首炉料开场就实现18 个月长燃料循环；设计方法和设计内容与第二代压水堆相比有一定改良；到达第三代压水堆的要求；具备不调硼负荷跟随才干。

3、.反响堆构造堆芯.压力容器剖面图.堆芯田湾.表示，合计42个通道MA： MSHIM 灰棒组 A MB： MSHIM 灰棒组 BMC： MSHIM 灰棒组 C MD： MSHIM 灰棒组 DM1： MSHIM 黑棒组 1 M2： MSHIM 黑棒组 2AO： A.O. 控制棒组SD1：停堆棒组1 SD2：停堆棒组2SD3：停堆棒组3 SD4：停堆棒组4.堆芯相关信息反响堆堆芯由燃料组件、离散式可燃毒物组件、黑体控制棒组件RCCA、灰体控制棒组件GRCA、中子源组件构成AP1000 堆芯有157 组燃料组件163堆芯活性区高度为4.267m3.5542个堆芯丈量通道69束控制棒组件.组件田湾.田湾

4、.燃料组件相关信息燃料组件由上管座、下管座、燃料棒、导向管、仪表管和定位格架组成(ROBUST，2.354.45)组件中燃料棒采用17 x 17 陈列括264 根燃料棒，24 根控制棒导向管和1 根仪表管311+18+1仪表管位于中间位置，为堆芯中子通量丈量和温度丈量探测器提供丈量通道 导向管提供黑棒RCCA、灰棒GRCA和中子源组件、可燃毒物组件和阻力塞组件的插入通道 每个燃料组件有2个顶部和底部格架，8个中间格架，4个中间搅混格架和一个底部维护格架 .初始堆芯 燃料组件内的燃料棒富集度是53x2.35 + 52x3.40 +52x4.45运用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 根不锈钢棒组成黑棒那么由24 根 Ag-In-Cd 棒组成17X17 14 英尺426.72 厘米Robust 燃料组件；具备不调硼负荷跟随才干最大燃料组件卸载燃耗58,000 MWD/TU和最大燃料棒燃耗62,000 MWD/TU .燃料棒.燃料棒相关信息燃料棒是由ZIRLO包壳管(低锡低铁无铬加铌锆合金 )、二氧化铀陶瓷芯块、压紧弹簧、上端塞和下端塞组成燃料芯块是圆柱体，芯块端面为碟形，以允许有更多的轴向膨胀和添加裂变气体的储存空间燃料棒的空腔和间隙可以包容燃料释放的裂变气体，补偿包壳和燃料

6、之间不同的热膨胀和辐照期间燃料密度的改动 一些AP1000燃料棒还包含一体化燃料可燃吸收体IFBA，IFBA是包覆硼化物层的芯块或二氧化铀和氧化钆混合的燃料芯块 .控制棒布置.控制棒组件 .控制棒相关信息控制棒组件按棒束中吸收体的资料和功能分为两类：RCCA黑棒和GRCA灰棒 RCCA银-铟-镉合金 分为三类：温度控制棒、轴向功率分布控制棒和停堆棒 灰棒用于负荷跟踪操作，提供机械补偿替代运用改动硼浓度的化学补偿 .可燃毒物组件和中子源组件可燃毒物由环形薄壁的氧化铝芯块组成，氧化铝(Al2O3)芯块中含有作为碳化硼(B4C)资料的B10 反响堆中有2个初级和2个次级中子源组件初级源棒含有一个放射

7、性资料，在初始堆芯装料、启动和初始堆芯运转初期自发地发射中子次级中子源棒含有一个稳定的中子源资料，在堆内运转期间被活化，资料被活化后会释放中子 .堆芯设计基准在工况I 和工况II 下不希望发生燃料破损，也就是燃料棒包壳压力边境被破坏。能够会发生少量的燃料破损，但必需处于核电厂净化系统的净化才干之内并与电厂设计基准坚持一致在出现工况III 后，仅有少量燃料棒破损，反响堆能前往平安形状。在发生工况IV 后，反响堆能重建一个平安形状，即维持堆芯次临界并坚持冷却堆芯的几何外形.堆芯设计基准燃料组件应能经接受运输、操作和堆芯装载中引起的非运转载荷作用燃料组件可接受控制棒的提升和下插，以便为功率运转和反响

8、性停堆形状提供所需的反响性控制。燃料组件可为堆芯丈量仪表的插入提供通道反响堆压力容器和堆内构件，与燃料组件构造一道，引导反响堆冷却剂流经堆芯。由于存在流量分配和旁通流量问题，热量传输性能要求必需满足各种运转方式的要求燃料棒的设计应满足设计准那么的要求，以使燃料棒的燃耗程度到达设计卸料燃耗.堆芯设计组成部分堆芯核设计热工水力设计堆芯水力设计堆芯监测仪表.核设计工具运用新版 APA 程序包进展堆芯核设计。主要程序如下：用多群70 群两维输运实际组件能谱程序PHOENIX-P 计算燃料组件均匀化两群分散参数及反射层参数。核数据库采用ENDF/B VI 库用三维两群节块展开法分散实际程序ANC 进展堆

9、芯计算包括功率分布、燃耗、临界硼浓度、反响性系数、控制棒价值等等主要的核设计内容用一维两群细网分散实际程序APOLLO 进展轴向功率分布、控制棒微分价值、负荷跟随、功率才干分析等设计计算。用积分输运实际程序LASER 计算燃料棒内部功率分布.核设计的概念反响堆是个继续变化的动态系统有核裂变、裂变产物的积累、堆芯冷却剂温度的变化、控制棒的挪动等动态要素堆芯重要参数如反响性、中子通量分布、燃料燃耗等都是随时间、空间发布变化的核设计就是经过计算模型对这些变化进展分析.核设计重要参数燃耗，核燃料耗费的度量NRC同意的最大平均燃耗为60000MWd/tU反响性 %反响性系数 %/单位.负反响性反响：负燃

10、料温度系数；功率运转时有负的慢化剂温度系数反响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：小于限值稳定性：氙震荡稳定.热工水力设计概念设计使堆芯裂变能传送到二环路系统设计使停堆后把堆芯余热传出来同时确定电厂的设计准那么，对核设计、机械设计、丈量仪表等提出设计要求堆芯热工水力设计中的DNB 分析采用全统计方法Revised Thermal DesignProcedure -RTDP.热工水力设计的重要参数偏离泡核沸腾DNB偏离泡核沸腾比DNBR DNBR=临界热流密度/最大热流密度热管因子 Fq=线功率密度峰值/线功率密度平均值 Ql=We/157/264/426.7瓦/cm燃料温度和包壳温度 燃料熔点2593.堆芯水力设计概念 对堆芯流量大小、流量分配、堆芯阻力及流量的不稳定性等进展计算估计主要参数： 堆芯流量大小 堆芯阻力及压降 流量的不稳定性.堆芯监测仪表堆芯功率和功率分布丈量系统IIS金属撞击监测系统松动件.援用资料核电专刊AP1000)非能动平安先进核电厂AP1000AP1000研讨总论AP1000研讨总报告_第一章-系统设计特征和差别分析第三