反应堆入口水温对HFETR燃料元件的热工安全影响

高通量工程试验堆(HFETR)入口水温的变化会引起燃料元件换热特性的改变,对反应堆的安全运行有重要影响。基于流体仿真软件FLUENT和蒙特卡洛粒子输运程序MCNP,采用物理-热工耦合的方法,针对热盒燃料元件分析了42、44、46、48、50℃入口水温下的燃料元件温度场和燃料包壳热流密度分布。结果表明:HFETR燃料元件的芯体温度峰值、包壳热流密度值和最小烧毁比(DNBRmin)均满足热工安全限值的要求,并且具有较大的安全裕度。

VR技术在HFETR运行操作辐射防护中的应用

虚拟现实技术利用计算机程序模拟复杂的工作场所和辐射场,并将辐射数据以直观的图形化的方式展示在人机界面中,从而为反应堆运行、维修、操作提供便利的培训素材和辐射防护的依据。研究高通量工程试验堆(HFETR)运行操作辐射防护虚拟现实应用方法,以指导员工培训及降低人员在操作时所接受的辐射剂量,该应用方法的建立和软件对于不同工况具有通用性。最后,以某炉段停堆后大排水为实例,对上述方法和虚拟现实应用进行了验证。

蒙特卡罗方法用于HFETR堆芯γ释热的可行性研究

采用蒙特卡罗方法对高通量工程试验堆(HFETR)堆芯内的γ释热进行了计算,并将计算结果与实测值进行了比较。结果表明：用蒙特卡罗方法计算HFETR堆的γ释热率是可行的,具有满意的计算精度。因此,在实际工程中可采用蒙特卡罗方法来计算HFETR及堆芯内任意位置的γ释热。

HFETR外电源丧失叠加失流事故分析

假设高通量工程试验堆(HFETR)在70 MW功率运行中突遇外电源丧失,冷却水失流,4台运行的主泵中3台卡轴,反应堆自动保护停堆。在此超设计基准事故下,对无应急措施和有应急措施两种状况下燃料元件壁温、空泡份额和平衡态含汽率等参数随时间的变化进行了分析。结果表明:事故后反应堆不干预的安全时间为9221 s;事故后900 s投入冲洗给水泵,能确保反应堆安全。

HFETR堆辐照孔道释热率测量装置研制

为解决HFETR堆中心孔道活性区相关材料释热率的测量问题,开展了释热率测量装置的研制。在研制过程中,基于量热法的基本原理,辐照孔道的结构限制和反应堆的要求,进行了测量装置结构设计、强度校核和热工分析。测量装置组装完成后,在HFETR堆G07孔道开展了测量试验,同时测得了321不锈钢、6061铝合金和Zr-4合金三种材料在HFETR堆活性区450mm和750mm处的释热率。试验结果显示:测量装置在测量过程中运行稳定可靠,满足HFETR堆安全运行要求;量热计结构小巧紧凑,可同时测量多种材料的释热率;量热计模块化设计,安装于测量装置的不同轴向位置,可同时测量辐照孔道不同轴向位置的释热率;测量结果较好地体现了释热率与堆功率、测量位置的相关性,测量结果可靠有效。

HFETR流量反转分析研究

中国高通量工程试验堆(HFETR)在流量反转过程中,堆芯热工参数的变化会影响到反应堆的安全运行。为此本文利用RELAP5/MOD3程序建立了HFETR模型,进行了相关的研究,得出HFETR强迫循环向自然循环转换的最大允许功率为850 kW,自然循环向强迫循环过渡的时刻由压力壳上部水温决定。研究结果表明,现运行模式能保证反应堆的运行安全,为以后运行模式的完善提供了支持。

HFETR核功率保护仪探测器失效处置方法研究

高通量工程试验堆在运行期间,由于核功率保护仪探测器失效将直接影响反应堆的运行安全与运行质量。为此,提出了在不停堆和不影响运行需求的状态下,核功率测量仪与核功率保护仪共用一支中子探测器的使用对策。本文就此方法对核功率测量仪的电流进行研究分析,研制出一种信号适配器,经试验验证,满足反应堆运行需求,大大提高了反应堆的可运行性与经济性。

HFETR堆芯热中子阱研究

采用扩散和输运两种方法对高通量工程试验堆(HFETR)热中子阱进行研究。计算结果表明:水热中子阱的最佳热阱半径为6.0cm,其最大热中子注量率约是无阱时最大热中子注量率的3.1～3.7倍;铍-水热中子阱的最佳热阱半径分别为7.5cm(扩散方法)和2.5cm(输运方法),其最大热中子注量率约是无阱时最大热中子注量率的3.2～4倍.

HFETR水下γ剂量率测量装置设计

根据HFETR辐照装置剂量源项调查需求,设计了一套水下γ剂量率测量装置,该装置通过电机控制探测器实现自动化测量。通过准直器的设计,实现水下准直测量;通过驱动机构的设计,实现探测器的运动控制;通过监控软件设计,实现人机交互和数据管理。试验与应用结果表明,该装置测量稳定可靠,应用效果良好。

HFETR ^6LiD转换器内聚变谱中子源强分析

建立了6Li D转换器中14Me V中子源强的计算模型,对转换器不带辐照样品和分别带2、3、4个辐照样品时的中子源强进行了计算,对转换器产生的中子和来自于堆芯的中子在样品内的能谱和中子注量率进行了计算。结果表明,辐照管内充水和氦气时,辐照样品内由转换器产生的能量大于13Me V的中子分别占能量在1Me V以上中子的25.7%、24.6%,辐照样品内由堆芯产生的能量大于13Me V的中子仅占能量在1Me V以上中子的10·5左右,样品内14Me V中子源强分别可达4.31×1013nT·s·1、3.34×1013 nT·s·1;中子注量率分别可达2.66×1010nT·cm·2·s·1、3.53×1010nT·cm·2·s·1。

HFETR一次水事故泵更换工艺

为了满足现行相关法规要求,需对一次水事故泵进行更换。事故泵更换涉及了事故泵的设计、制造、试验、拆除、安装和调试等内容,依据原事故泵的尺寸与性能参数进行设计,优化叶轮,对样机进行了水压试验、耐久试验、气蚀试验、抗震分析和抗震鉴定,相关试验结果与原事故泵进行对比,在HFETR厂房对事故泵进行了拆除和安装。安装后对事故泵进行了单体调试和综合调试,试验结果证实更换后一次水事故泵性能得到了提高,并且满足相关法规要求。

人因工程在高通量工程试验堆(HFETR)主控室的应用

人因工程在高通量工程试验堆（ＨＦＥＴＲ）主控室的应用山松林杨树春（中国核动力研究设计院成都６１０００５）１引言人因工程学就是“使机器的设计、工作方法和工作环境的制定等适合于人的能力限度，人和机器为最佳配合的一门技术”。用人因工程学的观点来设计核反应堆...

基于^(l6)N特征γ谱的HFETR功率监测研究

基于反应堆流动冷却剂水中l6O(n,p)l6N核反应产生的l6N特征γ谱的在线探测可实现水冷堆的功率监测,在高通量工程试验堆(HFETR)一回路上设计了一套用于一次水l6N特征γ谱在线探测的辐射监测系统,并基于l6N特征γ谱能量区间内的计数率,首次开展了整个炉段的反应堆功率在线监测实验。实验表明,在合适的屏蔽铅室设计与几何布置条件下,基于l6N特征γ谱功率监测系统的l6Nγ计数率与功率线性关系较好,总计数率的死时间与l6Nγ计数率本底较低等优点,可实现反应堆功率量程范围的核功率的准确测量,为水冷堆l6N辐射监测提供数据参考。

三维堆芯连续能量蒙特卡罗程序用于HFETR零功率物理实验计算分析研究

采用三维堆芯连续能量蒙特卡罗程序(MCNP)对高通量工程试验堆(HFETR)零功率物理实验进行计算分析。从计算结果可以看出,在零功率反应堆上,径向铍反射层应当考虑金属铍中的杂质和密度修正,同时需要考虑控制棒过渡段的10B含量修正;而HFETR上的铍块则可以认为是纯金属铍,控制棒过渡段中10B含量也需另作考虑。从计算结果来看,多数参数(堆芯中子有效增殖系数keff、中子通量密度相对分布、γ剂量率相对分布以及多数部件反应性价值)均较好满足误差要求,而个别小反应性部件计算误差较大可能与MCNP程序模型有关。

HFETR电源故障录波装置设计

针对高通量工程试验堆(HFETR)在反应堆运行期间发生的由供电系统母线失电引起的反应堆非计划停闭事件,设计了一套电源故障录波装置,对各供电母线电源的状态、参数进行实时监测、记录。该装置可为运行值班人员及时、准确判断母线失电原因提供数据支持,并为反应堆运行参数的设定及运行计划的制定提供参考。

HFETR辐照三氧化钼靶件物理分析

本文对利用高通量工程试验堆(HFETR)的G10孔道批量辐照三氧化钼靶件进行物理分析,计算结果表明:在HFETR运行中三氧化钼靶件出入堆操作引入的反应性很小,在控制棒调节范围之内;三氧化钼靶件释热率仅为大约23k W,可由孔道外围一回路水顺利冷却。

HFETR电源监督装置故障分析及改进措施

针对高通量工程试验堆(HFETR)电源监督装置在反应堆某炉次运行期间出现的一起误发报警信号事件,结合故障现象分析故障原因,并提出设备换型、电路优化等改进措施。

HFETR ^6LiD中子转换器芯体厚度优化研究

介绍了通过在裂变堆中布置6 LiD转换器将热中子转换为14MeV中子的原理,给出了6 LiD转换器结构和材料的选取原则,建立了芯体厚度优化的目标函数。分别计算分析了在水和氦气两种冷却剂情况下,转换器结构、辐照样品数量对6 LiD芯体厚度优化值的影响,给出6 LiD芯体厚度对堆芯性能的影响。结果表明,布置于HFETR辐照孔道中的6 LiD转换器芯体厚度优化设计值为0.7mm。

HFETR低浓化堆芯Co60同位素生产优化研究

高通量工程试验堆(HFETR)从第72-2炉开始,HFETR从高浓铀燃料向低浓铀燃料转换,至第74-1炉起堆芯全部顺利地转换为低浓铀燃料元件。本文将对HFETR的堆芯布置进行研究,探讨HFETR低浓元件堆芯生产同位素的堆芯装载优化模式。结果表明:HFETR堆芯元件装载采用低泄漏即“内→外”装载方式,提棒方式采用先提中心棒后提外围棒,Co60同位素靶同位素生产转换比最高,是目前HFETRCo60同位素靶同位素生产的最佳方案。

HFETR保存水池大厅吊车控制系统改进

针对HFETR保存水池大厅吊车控制系统不满足辐照装置处理过程中组件吊装的功能要求,提出了相应的改进方案。通过新增一套控制系统,并对原控制系统进行相应的适应性改造,达到一用一备的效果。改进后的吊车控制系统具有就地、远程、无线操作三种方式,并具备大车、小车的调速控制及副钩的对中控制功能。