【正文】 化劑中的硼濃度逐漸降低，遠(yuǎn)小于 BOL時的硼濃度； ?當(dāng)慢化劑溫度 Tm發(fā)生單位變化時， EOL的硼濃度變化所引入的正反應(yīng)性遠(yuǎn)小于 BOL時的情況。 ? 因此，在 EOL時的慢化劑溫度系數(shù)的絕對值 是遠(yuǎn)大于 BOL的。 MT? 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 78 ? 對于使用液體慢化劑的反應(yīng)堆，當(dāng)堆芯溫度超過某一值時，會使冷卻劑局部沸騰，從而開始產(chǎn)生汽泡。 ? 由于空泡的密度遠(yuǎn)小于液體，其將對堆芯的反應(yīng)性造成一下影響： ?對中子的吸收減弱； ?對中子的慢化減弱，使得反應(yīng)堆的能譜硬化； ?使得中子的泄漏率增加。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 79 ? 上面所述的三個變化中： ?第一項將使得中子的有效利用系數(shù)增加，其對反應(yīng)性的影響是正的； ?第三項將使得中子的不泄露幾率減小，其對反應(yīng)性的影響是負(fù)的； ?第二項其對反應(yīng)堆的影響可正可負(fù)，視具體的堆型而定。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 80 ? 對于采用水做慢化劑的反應(yīng)堆而言： ?核裂變主要由熱中子引發(fā)； ?能譜硬化將使得核反應(yīng)率下降； ?相當(dāng)于引入負(fù)反應(yīng)性。 ? 因此對于采用水做慢化劑的反應(yīng)堆，第二項其對反應(yīng)性的影響是負(fù)的。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 81 ? 一般而言： ?水對中子的慢化比吸收更為重要， ?對于采用水做慢化劑的反應(yīng)堆，其空泡對反應(yīng)性的影響總是負(fù)的； ?即對于采用水做慢化劑的反應(yīng)堆，其具有內(nèi)在的穩(wěn)定性。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 82 ? 對空泡的描述可用空泡占慢化劑的體積份額來描述，稱為空泡份額或空泡率，用 x表示。 ? 【 定義 】 空泡系數(shù) 當(dāng)空泡份額發(fā)生單位變化時，反應(yīng)性所發(fā)生的變化。即： ? 對于采用水做慢化劑的反應(yīng)堆而言，有： αv 0 V x?? ??? 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 83 ⑴功率系數(shù) ? 當(dāng)反應(yīng)堆的功率發(fā)生變化時，堆內(nèi)的相關(guān)參數(shù)，如燃料溫度、慢化劑溫度、空泡份額等都將發(fā)生變化。 ? 即功率的變化是堆內(nèi)各參數(shù)變化的綜合體現(xiàn)。 ? 利用功率和反應(yīng)性的關(guān)系來表示反應(yīng)性系數(shù)比用溫度系數(shù)、空泡系數(shù)更為直接和全面。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 84 ? 【 定義 】 功率系數(shù) 當(dāng)反應(yīng)堆的功率發(fā)生單位變化時，所引起的反應(yīng)性變化。即： ? 由于功率變化是堆內(nèi)各參數(shù)變化的綜合體現(xiàn)，從而有： PddP?? ?FMPFMFM FMT T VTTdxd P T P T P x PTT xP P P? ? ? ??? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ?? ? ? ? ? ?? ? ? 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 85 ⑵燃料功率系數(shù) ①定義 ? 【 定義 】 燃料功率系數(shù) 功率發(fā)生單位變化時，由于燃料有效溫度發(fā)生變化引起的反應(yīng)性的變化。其可表示為： ? 這里 ΔTF為功率發(fā)生單位變化時，燃料有效溫度的變化。 FF T FT??? ? ? ? 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 86 ? 核燃料的有效溫度 Teff無法實際測量。 ? 實際中，常用核燃料的溫度系數(shù)來代替燃料功率系數(shù) ΔρF。 ②影響因素 Ⅰ .燃料有效溫度 Teff ? 燃料有效溫度越高，那么 Doppler效應(yīng)也就越弱。即此時 越小。 FT? 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 87 Ⅱ .燃耗深度 ? 導(dǎo)熱率的改變對反應(yīng)性的貢獻(xiàn) Ⅰ ； ?隨著燃耗加深，燃料芯塊與包殼之間的裂變氣體逐漸積累，使得導(dǎo)熱率下降； ?處于相同的功率水平下，當(dāng)燃耗加深時，燃料芯塊的溫度 Teff將增加； ?此時的 | ΔρF |較大。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 88 ? 導(dǎo)熱率的改變對反應(yīng)性的貢獻(xiàn) Ⅱ ； ?隨著燃耗加深，由于核燃料的輻照腫脹和包殼的蠕變，會使得燃料芯塊和包殼之間的空隙減小，使得導(dǎo)熱率增加； ?處在相同的功率水平下，隨著燃耗深度增加，燃料的溫度 Teff將下降； ?此時的 | ΔρF |較小。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 89 ? 240Pu和裂變毒物的積累 ?隨著燃耗加深，由于 240Pu和裂變毒物的積累，使得中子的逃過共振吸收幾率減小。 ?該效應(yīng)對溫度系數(shù)的貢獻(xiàn)是負(fù)的，使得 增大，從而 | ΔρF |也隨之增加。 ? 在上面燃耗的三個效應(yīng)當(dāng)中，第二個效應(yīng)占主要地位。同時考慮到 238U的大量消耗，因此在 EOL的| ΔρF |比 BOL的要小。 FT?56.功率系數(shù)與功率虧損 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 90 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 91 ⑶慢化劑功率系數(shù) ? 【 定義 】 慢化劑溫度系數(shù) 功率發(fā)生單位變化時，由于慢化劑溫度變化所引入的反應(yīng)性的變化。其表示為： ? 這里 ΔTM為功率發(fā)生單位變化的時候，慢化劑平均溫度發(fā)生的變化。 MM T MT??? ? ? ? 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 92 ? 在壓水堆電站中，通常以冷卻劑的平均溫度 Tavg作為主調(diào)量，其與反應(yīng)堆功率成線性關(guān)系。 ? 可認(rèn)為 ΔTM是一個常量，從而 ΔρM的大小主要由 決定。 MT? 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 93 ⑷空泡功率系數(shù) ? 【 定義 】 空泡功率系數(shù) 功率發(fā)生單位變化時，由于氣泡份額變化所引起的反應(yīng)性的變化。 ? 由于在功率發(fā)生單位變化時，氣泡份額發(fā)生的變化很小，因此其對總的功率系數(shù)的影響也很小。在對正常的功率變化進(jìn)行分析時，可將其忽略。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 94 ⑸功率虧損 ? 【 定義 】 功率虧損 當(dāng)反應(yīng)堆功率水平發(fā)生變化時，堆芯反應(yīng)性的變化。其相當(dāng)于功率系數(shù)的積分效應(yīng)： ? 這里需要強調(diào)的是，所謂的功率虧損，增加的是功率，虧損的是反應(yīng)性。 21ppp dp??? ? ?? 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 95 ? 為了保證反應(yīng)堆的安全性，功率系數(shù)必須設(shè)計為負(fù)值。 ? 根據(jù)功率與反應(yīng)性的關(guān)系： ?當(dāng)提高反應(yīng)堆的功率水平時，將向堆芯引入負(fù)反應(yīng)性； ?同樣，當(dāng)降低反應(yīng)堆功率水平時，將向堆芯引入正反應(yīng)性； ? 這是在反應(yīng)堆運行中所需要特別注意的。 THE END 2021/6/16 96 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉