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《鈾氫鋯反應(yīng)堆及其應(yīng)用介紹_夏祥貴.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、.o`口第5卷年第移`性J期月核Nu動力工程Vl.`掩2.壓.ùelearPowerEn`ineeringAPr1馬名4鈾氮錯反應(yīng)堆及其應(yīng)用介紹夏祥貴鈾氫錯反應(yīng)堆(簡稱TRIGA)是由美國通用原子公司(G.A)研究和發(fā)展起來并為其筍斷的一種具有獨特性能和廣泛用途的研究性反應(yīng)堆.目前全世界已有二十多個國家和地區(qū)建造了六十多座這種類型的反應(yīng)堆。這些J企均由G.A公司負(fù)責(zé)設(shè)計、建造和供抖。、,一鈾氫鉻反應(yīng)堆的特點及工作原理運行就是在很短的時間內(nèi)引入高達(dá)3一5元的正反應(yīng)性.使堆功率迅速上升幾千倍.乃至幾萬倍.如鈾氫錯反應(yīng)堆與其它反應(yīng)堆的最大區(qū)別在于它’,采一.一座穩(wěn)態(tài)功
2、率為1500千瓦的I型鈾氮鉻反應(yīng)堆在用了一種獨特的燃料慢化劑元件這種元件是:.,.由濃縮鈾和固態(tài)氫化錯的均勻混合物(UZrH辦引入3元反應(yīng)性時脈沖峰功率可達(dá)2000兆瓦峰·制成的,.因而能產(chǎn)生一個很大的瞬發(fā)負(fù)溫度系數(shù)通量可達(dá)6X功16中子/厘米2秒。在引入4.5元反應(yīng).·..。`(約為l0X10△兒/k/℃)比一般游泳池堆約大一性時峰功率為6400兆瓦從而大大地擴(kuò)大了反應(yīng)。個數(shù)盈級,比重水堆約大兩個數(shù)量級。這里值得注堆的功能和用途圖1為典型的鈾氫錯反應(yīng)堆脈沖。..愈的是它的瞬發(fā)特性我們知道一般反應(yīng)堆都有運行特性曲線.一個負(fù)溫度系數(shù),但它們的主要份額是緩發(fā)的,這是
3、因為慢化劑溫度的升高總是滯后于功率和嫉料溫功率峰值召250兆瓦,:~2度的增加也就是說這種負(fù)溫度系數(shù)的主要貢獻(xiàn)只反應(yīng)堆周期奄秒引入反應(yīng)性:2.33元。.能在功率上升一段時間后才能使反應(yīng)性下降因一(163%業(yè))瓜此,當(dāng)發(fā)生功率陡增事敵時,這種緩發(fā)負(fù)溫度系數(shù)還來,..不及起作用反應(yīng)堆就可能被破壞而鈾氫錯堆則因為徽料和慢化劑是均勻混合在一起的.這就烏意味粉功率.隨探份稱的任何增加都將同時加熱元件內(nèi)的燃料和慢化劑.并立即使反應(yīng)性下降,從而自動地調(diào)整其功率,使反應(yīng)堆安全運行。鈾氫錯反應(yīng)堆負(fù)溫度系數(shù)的主要貢獻(xiàn)是所謂的柵元效應(yīng).此外,腳U共振吸收的多普勒效應(yīng)、燃料元件的瞬時膨
4、脹效應(yīng)對鈾氮錯反應(yīng)堆的瞬發(fā)負(fù)溫度系數(shù)也有一定貢獻(xiàn)。腸時.盆娜業(yè).韶4拓瓦砂在一般反應(yīng)堆內(nèi),周期不得小于功秒,更不允許反應(yīng)性的增長超過緩發(fā)中子份額(一般為千分之六到七,用一元表示).如果達(dá)到所謂“瞬發(fā)臨界”,時風(fēng)`秒功率的增加速度將不再取決于緩發(fā)中子壽命.而是圖1典型的脈沖反應(yīng)堆的脈沖功率曲線取決于瞬發(fā)中子壽命。這樣就可能在l秒鐘內(nèi)使功率升高千百倍.這當(dāng)然是很危險的。可是鈾氫錯反鈾氫錯反應(yīng)堆的脈沖運行是依靠堆芯內(nèi)的脈沖,不僅增加。.應(yīng)堆由于有很大的瞬發(fā)負(fù)溫度系數(shù)1元棒來實現(xiàn)的一般可在幾十毫秒內(nèi)將棒抽出堆芯,的反應(yīng)性沒有危險甚至迅速引入高達(dá)5元的正反。一從而使功率迅
5、速上升這種棒采用電動氣動聯(lián)合..即靠壓縮空氣推動氣缸內(nèi)應(yīng)性也不會有危險而且可以利用這一特點得到一驅(qū)動裝置的活塞來提升個。,;一一,脈沖中子束也就是說這種堆不僅可以穩(wěn)態(tài)運控制棒靠電動機(jī)減速箱滾珠絲杠來調(diào)節(jié)行程行.還可,..因而也改變脈沖峰功以脈沖運行故有脈沖堆之稱所謂脈沖從而改變引入的反應(yīng)性大小第2期鈾氫錯反應(yīng)堆及其應(yīng)用介紹(總189)93.圖.率和峰通盆的大小G為I型堆的堆芯布置圖、。二鈾氫錯反應(yīng)堆的發(fā)展趨勢I型堆是一種游泳池式研究反應(yīng)堆堆芯裝在、.這種堆從六十年代開始到現(xiàn)在已得到了不斷的一個直徑2米深7米的鋁制水池內(nèi)水池埋在棍凝.,..:上中堆芯上方以5來水層
6、作防護(hù)四周以25米厚改進(jìn)和發(fā)展其趨勢為。`,1.通,和功率逐步扭高的混凝土作防護(hù)之的主要實驗設(shè)施有1個熱柱第一座微型堆功率只有10千瓦。早期的I型堆控翻仲粗動機(jī)構(gòu),sx,、,予占`、才d門、.J湯tf,`古`卜J的穩(wěn)態(tài)功率也只有100千瓦熱中子通量只有101,中子/厘米卜秒.而現(xiàn)在雇造得最多的I型堆穩(wěn)態(tài)功率為1000一2000千瓦(如用強(qiáng)迫循環(huán)冷卻,可,6’3達(dá)3000千瓦)最大熱中子通里可達(dá)X10中子/厘米二·秒.建造在羅馬尼亞的高通量堆(丁型堆,即元件材料考驗堆、.穩(wěn)態(tài)功率達(dá)1峨000千瓦.最大熱·,X10,.中子通量達(dá)“中子/厘米秒2.脈沖運行能力不斷提高
7、。早期的鈾氫錯反應(yīng)堆只能穩(wěn)態(tài)運行而2鈞千瓦的I型堆(用鋁包殼的標(biāo)準(zhǔn)型元件)的脈沖峰功。率為1200兆瓦1500千瓦的I型堆(不銹鋼包殼標(biāo)準(zhǔn)型元件).當(dāng)引入3元反應(yīng)性時,峰功串可達(dá)2000.,。兆瓦;引入45元反應(yīng)性時峰功率可達(dá)6魂00兆瓦ACPR,建造在日木的環(huán)芯堆()其峰功串可達(dá)17500,3X10,·兆瓦峰通里達(dá)”中子/厘米秒3.堆芯壽命不斷延長,l兆瓦一.在使用標(biāo)準(zhǔn)元件時堆芯壽命為年而使用含餌的長壽命元件時,堆芯壽期可達(dá)10兆瓦..,一年這樣一座1000千瓦的I型堆如果負(fù)荷因圖2鈾氮鉻堆總圖子為70嗬,則可運行15年不換料。4.型號不斷增加,用途不斷擴(kuò)大目
8、前已建成的堆型主要有I、
