孫暖
中圖分類號:TM623 文獻標識:A 文章編號:1674-1145(2019)8-191-01
摘 要 對于反應堆堆芯而言,其在具體的實踐中,會涉及很多方面的因素,比如熱工水力、反應堆物理等內容。基于這些情況,一方面可以說,熱工水力參數會受到一些因素的影響,這些因素可能是堆芯內裂變功率;另一方面,對于反應性變化而言,其可以受到熱工水力參數的影響,主要通過兩點方式進行,其一是燃料多普勒效應;其二是慢化劑溫度效應。
關鍵詞 壓水堆核電站 堆芯物理 熱工水力 耦合特性
對于RELAP5程序而言,RELAP5-3D是最新版本,在該項實踐中,應用到的元素主要有兩個,其一是三維物理計算程序;其二是三維水力學部件。在應用這兩種元素的同時,對堆芯進行計算,主要涉及熱工水力耦合、以及三維物理兩方面內容。這一模式的應用,對于實踐有著不錯的效果。基于此,本文將以RELAP5-HD為基點,進行堆芯耦合計算,并建立對應的模型,從而細致地研究堆核電站堆芯物理以及熱工水力耦合特性問題。
一、RELAP5-HD 相關仿真模型的建立
(一)中子物理模型
在建設RELAP5-HD 模型時,其所使用的程序中有很重要的一個,即Nestle程序。在利用該程序時,還融合進了新的內容,也就是衰變熱計算模型,對于該模型進行適當的修改后,就投入到Nestle程序中。對于Nestle程序而言,其具備一個基礎模型,就是擴散方程模式,在該模式中,其是三維帶6組的少群,還可以緩發中子。關于這一模式的應用原理,主要涉及這幾點內容,第一點是 NEM方式;第二點是三維功率系統分布,該分布屬于非線性迭代模式。之后,在進行對應的加速求解,就可以解決此時出現的問題,比如堆芯穩態特征值、以及瞬態等問題,在這一過程中,我國對于六角形等組件方面的計算比較有優勢。
(二)物理/熱工水力節塊劃分與藕合方式
在該應用中,其所依據的方法主要是相關節塊法,并以此為基點展開對應的后續工作。對于堆芯物理網格而言,在進行整體劃分時,可以選擇一個處于一定范圍內的組件為一個整體,并將其作為一個節塊,關于這一范圍的選擇依據主要是徑向上。而在考慮軸向上時,其所要解決的內容就發生了一定的改變,主要是穩定性、以及高效率收斂要求等方面,相關人員對這些內容要進行全面考察。在進行該考察任務時,對于節塊的劃分,最小的單位就是正方體。經過一段時間的操作后,這一整體將會被劃分成很多個小節塊,最終會形成1936個節塊。針對堆芯熱工水力,在進行徑向上操作時,對于每一個組件都要進行保障操作,尤其是其所具備的冷卻劑通道;而在進行軸向網格劃分動作中,需要考慮大量的內容,包括節點實際數量、以及影響計算的因素等,同時還要進行劃分操作,主要劃分對象是相關冷卻劑通道,關于這一劃分操作所依據的標準是高度,最終形成水力學控制體,其數目是8個。此外,對于該控制體而言,其底部、頂部都要滿足一定的要求,即具備軸向反射層,同時,該反射層也要達到一定的要求,即其厚度要在合適的范圍內,對于該范圍的取值,就是一個物理節塊。然后,在堆芯進出口處,要使用控制體部件,該部件屬于時間類別,為了保證該項操作的順利進行,對于其壓力邊界要滿足對應的要求,尤其是聯通相關道具時,要忽略一些影響,比如不計環路等;還要忽略一些問題,比如相互交混問題等。
二、穩態結果分析
(一)分析計算第一個燃料循環穩態結果
在分析穩態結果時,其分析主要對象是第一個燃料,具體而言,要分析其滿功率工況點,并對其進行計算,計算內容涉及穩態結果。在這一工況點下,關于調節棒棒位,是189 步。在具體實踐中,要考慮硼這一化學元素,這一元素的堆芯分布比較有規律,為此,在進行計算的時候,很重要的一點,就是要調節硼的濃度,以保障整個堆芯狀態,使其處于臨界范圍之內。此外,要想提高工作效率,尤其是數據比對方面,那么就要進行歸一化處理,其處理對象主要是功率分布結果。具體而言,對于滿功率工況,要比較分析徑向功率,在這一過程中,有時候會發現誤差的存在,尤其是其值為Num3 時,與電廠相關參數值相比,仿真結果比較真實;而對于一些誤差值為600的情況,通過分析可以發現出現該現象的原因,即在進行實操時,總會出現一定的不穩定情況、以及客觀因素等。
(二)滿功率工控下相關組件通道中的流量分配因子
在進行具體的實踐中,關于水力實驗模擬而言,其主要實驗對象有以下兩點,其一,對相關流量分配而言,是孔板幾何結構;其二,對整體流量分配而言,具體指在進行這一操作所造成的的影響。在這一過程中,并不涉及堆芯活性區域內容,而且對于不同通道而言,其積分功率水平不同,因而會影響整體流量的分配情況。此外,在進行仿真實驗前,要滿足一個前提條件,即所有通道中幾何結構是一樣的,只有滿足這一情況,才可以進行之后的操作。
三、結語
綜上所述,關于壓水堆核電站問題,在進行堆芯物理/熱工水力耦合特性分析時,可以從兩點內容進行分析,其一是建立RELAP5-HD 相關仿真模型;其二是分析穩態結果,此外,還可以考慮對應的掉棒事故工況結果,進而更好的解決壓水堆核電站問題。
參考文獻:
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