压水堆核电站燃料组件弯曲对堆芯中子学的影响分析计算

在压水堆核电站中,由于燃料组件装配的压紧力、冷却剂流动、辐射蠕变、燃耗等因素会导致燃料组件的弯曲,燃料组件的弯曲对组件间的水隙分布产生影响,从而影响中子的慢化行为及堆芯的传热性能,进而对反应堆堆芯的运行参数造成影响。本文分析了组件弯曲的成因及机理、影响及后果(包括对堆芯功率分布、径向功率倾斜、焓升因子、热点因子等参数的影响),并使用蒙特卡罗软件JMCT,对组件弯曲的确定论计算程序的正确性进行了验证。最后通过确定论的计算程序模块,对CPR1000核电站的组件弯曲情况进行了模拟分析,计算结果表明:在某一燃耗下,随着水隙增加或减小,燃料组件功率会随之增加或减小,使堆芯的功率分布发生倾斜,影响核电站的安全运行。

燃料组件弯曲的高保真全堆芯中子学计算方法及应用

为了研究燃料组件弯曲变形对堆芯功率分布的影响,提出了一种等效模拟压水堆堆芯内燃料组件弯曲的方法,即根据弯曲前后燃料组件四周的水隙材料的原子数目守恒原则,通过保持弯曲前后的水隙宽度不变,改变弯曲后水隙内所有核素的原子核密度,近似等效燃料组件弯曲后四周水隙的变化。通过蒙特卡罗程序NECP-MCX和确定论数值反应堆程序NECP-X对其正确性进行验证,并基于NECP-X程序对欧洲先进压水堆(EPR)全堆芯的燃料组件弯曲工况进行了模拟分析,计算结果表明:由于局部慢化效应变化,燃料组件小幅弯曲对堆芯功率分布影响相对较大,全堆芯问题中最大的偏移量在2 mm左右时可使组件功率的相对变化达到5%左右。