高通量工程試驗堆容積式換熱器焊縫快中子注量計算
高通量(liang)測序工程項目試驗堆容(rong)量(liang)式(shi)熱交(jiao)(jiao)換器(qi)是OTETR冷(leng)卻液工作壓力界限的關鍵部分(fen)(fen)，它的完(wan)全性決策堆的畸型(xing)運(yun)作跟(gen)運(yun)用使(shi)用壽(shou)命(ming)。動能(neng)高過1MeV的快中子對(dui)容(rong)量(liang)式(shi)熱交(jiao)(jiao)換器(qi)的輻照(zhao)度(du)會使(shi)其造成老化效用，進而危害容(rong)量(liang)式(shi)熱交(jiao)(jiao)換器(qi)運(yun)用使(shi)用壽(shou)命(ming)。HFETR容(rong)量(liang)式(shi)熱交(jiao)(jiao)換器(qi)欠缺的部分(fen)(fen)是縱焊縫(feng)，縱焊縫(feng)的使(shi)用壽(shou)命(ming)決策著容(rong)量(liang)式(shi)熱交(jiao)(jiao)換器(qi)的使(shi)用壽(shou)命(ming)。
到2004年(nian)底，HFETR已(yi)商業保險運(yun)作68爐，堆總積(ji)分輸(shu)出功率做到135430MWd，容量式熱交換器焊縫已(yi)接受的快中子注量是務必根據(ju)盤算弄清的難題。
2盤(pan)(pan)算(suan)(suan)(suan)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)流程(cheng)(cheng)(cheng)跟(gen)(gen)方式(shi)2.1盤(pan)(pan)算(suan)(suan)(suan)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)流程(cheng)(cheng)(cheng)快中(zhong)(zhong)子注量(liang)(liang)率盤(pan)(pan)算(suan)(suan)(suan)用(yong)MCNP5C程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)流程(cheng)(cheng)(cheng)及根(gen)據ENDF/B-VI的(de)(de)(de)(de)(de)持續動(dong)能(neng)橫截面(mian)數(shu)(shu)(shu)據庫查(cha)詢(xun)ENDF60. Alamos試驗室研制開發的(de)(de)(de)(de)(de)個智能(neng)Monte-Carlo中(zhong)(zhong)子-光量(liang)(liang)子輸運(yun)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)流程(cheng)(cheng)(cheng)，可(ke)用(yong)以盤(pan)(pan)算(suan)(suan)(suan)中(zhong)(zhong)子、光量(liang)(liang)子或中(zhong)(zhong)子-光量(liang)(liang)子藕(ou)合(he)輸運(yun)難(nan)題(ti)，也可(ke)盤(pan)(pan)算(suan)(suan)(suan)臨(lin)(lin)界(jie)(jie)值管(guan)理(li)體系、次臨(lin)(lin)界(jie)(jie)值及超臨(lin)(lin)界(jie)(jie)萃(cui)取的(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)征值難(nan)題(ti)。MCNP的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵特性(xing)(xing)有(you)：很有(you)可(ke)能(neng)運(yun)用(yong)隨意的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)次、二次乃至四次斜(xie)面(mian)來定(ding)義解決隨意三維是多少何構造的(de)(de)(de)(de)(de)難(nan)題(ti)，有(you)強的(de)(de)(de)(de)(de)實用(yong)性(xing)(xing)。它提(ti)(ti)供了通用(yong)性(xing)(xing)源(yuan)(yuan)、臨(lin)(lin)界(jie)(jie)值源(yuan)(yuan)跟(gen)(gen)根(gen)據寫斜(xie)面(mian)源(yuan)(yuan)卡造成的(de)(de)(de)(de)(de)斜(xie)面(mian)源(yuan)(yuan)等(deng)多種(zhong)多樣(yang)源(yuan)(yuan)散播，并允許客戶(hu)界(jie)(jie)定(ding)自身的(de)(de)(de)(de)(de)源(yuan)(yuan)；運(yun)用(yong)精致(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)點橫截面(mian)數(shu)(shu)(shu)據庫查(cha)詢(xun)；作用(yong)富強，除提(ti)(ti)供了中(zhong)(zhong)子的(de)(de)(de)(de)(de)7種(zhong)基礎記(ji)數(shu)(shu)(shu)跟(gen)(gen)光量(liang)(liang)子的(de)(de)(de)(de)(de)6種(zhong)基礎記(ji)數(shu)(shu)(shu)外，還為客戶(hu)改動(dong)盤(pan)(pan)算(suan)(suan)(suan)留出插口，很有(you)可(ke)能(neng)令人滿意客戶(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)(ge)種(zhong)各(ge)(ge)樣(yang)記(ji)數(shu)(shu)(shu)需(xu)要。此外，該(gai)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)流程(cheng)(cheng)(cheng)還提(ti)(ti)供了很多的(de)(de)(de)(de)(de)標準差著陸技能(neng)，以發展盤(pan)(pan)算(suan)(suan)(suan)法律效力。
2.2盤算(suan)方式(shi)2.2.1中子(zi)能(neng)(neng)群(qun)構造在中子(zi)輸運盤算(suan)中，將動能(neng)(neng)為0eV20MeV的中子(zi)分(fen)成3群(qun)：0 MeV.本科(ke)學研究關愛的是焊縫內腔(qiang)處動能(neng)(neng)在120MeV范圍內的中子(zi)注量。
2.2.2構造敘述(shu)(shu)堆內(nei)然(ran)料元器件(jian)、鈹塊(kuai)(kuai)、鋁塊(kuai)(kuai)、掌權棒、放射(she)性核素靶件(jian)、磨練設備、不銹鋼板塊(kuai)(kuai)等構件(jian)跟圍桶(tong)外(wai)的內(nei)、外(wai)熱屏蔽掉層(ceng)、電離室孔(kong)洞(dong)、容量式熱交換器，都按照(zhao)實際(ji)上(shang)在(zai)是多少何(he)構造及成(cheng)分給與(yu)敘述(shu)(shu)。
堆內不一樣燃耗的然料(liao)元器件材(cai)料(liao)根據切實際成(cheng)分(fen)的核素(su)量(liang)給與敘述。
HFETR容量(liang)式熱(re)交(jiao)換器(qi)縱(zong)焊縫(feng)坐落于堆(dui)芯(xin)(xin)裝車圖(tu)上(shang)以(yi)(yi)K排為橫(heng)坐標軸(zhou)、以(yi)(yi)二根積棒管(guan)(guan)理(li)中心聯線為縱(zong)軸(zhou)的(de)第(di)四象(xiang)限第(di)300處。即縱(zong)焊縫(feng)坐落于堆(dui)芯(xin)(xin)K11與(yu)U20二點決策的(de)平行(xing)線上(shang)，它跟(gen)HFETR出入口母管(guan)(guan)、8孔洞中線的(de)交(jiao)角全(quan)是60°。
盤算時，堆(dui)芯沿軸徑分成12段，每段長10厘米，活(huo)性區10段，上(shang)、排(pai)水反(fan)射層(ceng)各一(yi)段。上(shang)、排(pai)水反(fan)射層(ceng)的(de)2個外(wai)層(ceng)內(nei)孔都取真空泵(beng)界限(xian)前(qian)提(ti)(ti)條(tiao)件，PV的(de)外(wai)熱屏(ping)蔽(bi)掉層(ceng)中的(de)混(hun)泥土外(wai)邊也取真空泵(beng)界限(xian)前(qian)提(ti)(ti)條(tiao)件。
2.2.3堆(dui)(dui)(dui)芯(xin)(xin)裝車(che)(che)HFETR設(she)(she)計方(fang)案(an)堆(dui)(dui)(dui)芯(xin)(xin)為44盒(he)(he)大(da)元器(qi)(qi)件(jian)，10盒(he)(he)小(xiao)元器(qi)(qi)件(jian)，11個輻照度(du)孔洞(dong)，堆(dui)(dui)(dui)芯(xin)(xin)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)為125MW.在HFETR的(de)(de)具體(ti)運(yun)作(zuo)(zuo)中，堆(dui)(dui)(dui)芯(xin)(xin)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)基礎按50MW或70MW運(yun)作(zuo)(zuo)，堆(dui)(dui)(dui)芯(xin)(xin)裝車(che)(che)跟設(she)(she)計方(fang)案(an)堆(dui)(dui)(dui)芯(xin)(xin)裝車(che)(che)區別非常(chang)大(da)。由于(yu)運(yun)作(zuo)(zuo)每日任務的(de)(de)要求，HFETR堆(dui)(dui)(dui)芯(xin)(xin)裝車(che)(che)經歷了由首爐的(de)(de)25盒(he)(he)元器(qi)(qi)件(jian)逐漸(jian)擴張為40盒(he)(he)、60盒(he)(he)、80盒(he)(he)、75盒(he)(he)元器(qi)(qi)件(jian)堆(dui)(dui)(dui)芯(xin)(xin)的(de)(de)過程。因而(er)，選擇七個楷(kai)模(mo)堆(dui)(dui)(dui)芯(xin)(xin)裝車(che)(che)開展盤(pan)算(suan)。先盤(pan)算(suan)出(chu)每一(yi)個楷(kai)模(mo)堆(dui)(dui)(dui)芯(xin)(xin)裝車(che)(che)焊縫(feng)(feng)處的(de)(de)快(kuai)中子注量率(lv)，然后(hou)根據具體(ti)的(de)(de)運(yun)作(zuo)(zuo)積分輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)，計算(suan)該(gai)楷(kai)模(mo)堆(dui)(dui)(dui)芯(xin)(xin)情況下焊縫(feng)(feng)的(de)(de)快(kuai)中子注量。
3盤算(suan)跟試(shi)(shi)驗(yan)結果的較(jiao)(jiao)為為考試(shi)(shi)壓力殼焊(han)縫快中(zhong)子(zi)注量盤算(suan)的牢固性，對HFETR做了的試(shi)(shi)驗(yan)測量，用MCNP程序流程開展盤算(suan)并與試(shi)(shi)驗(yan)結果較(jiao)(jiao)為較(jiao)(jiao)。
3.1首爐結果較為(wei)(wei)首爐運作(zuo)過程中(zhong)，核(he)反應(ying)堆(dui)在(zai)50MW輸出功率(lv)(lv)運作(zuo)時(shi)，13DS軸(zhou)徑(jing)高寬(kuan)比(bi)360mm處(chu)(chu)快(kuai)中(zhong)子注(zhu)量(liang)(liang)(liang)率(lv)(lv)的測(ce)量(liang)(liang)(liang)數(shu)值3.74X10101，匕(bi)12元器件管理(li)中(zhong)心(xin)水腔軸(zhou)徑(jing)400瓜瓜處(chu)(chu)的快(kuai)中(zhong)子注(zhu)量(liang)(liang)(liang)率(lv)(lv)測(ce)量(liang)(liang)(liang)數(shu)值4.29X1014、相匹配試(shi)驗(yan)測(ce)量(liang)(liang)(liang)點MCNP程序流程的盤算結果為(wei)(wei)：13DS處(chu)(chu)快(kuai)中(zhong)子注(zhu)量(liang)(liang)(liang)率(lv)(lv)是(shi)3.64X1010\L12處(chu)(chu)快(kuai)中(zhong)子注(zhu)量(liang)(liang)(liang)率(lv)(lv)是(shi)斗(dou)刀(dao)父他咖“壓）-1，盤算跟(gen)試(shi)驗(yan)結果的誤差(cha)辨別(bie)為(wei)(wei)2.7%跟(gen)1.77%. 3.2第53-丨爐結果較為(wei)(wei)HFETR第53-1爐堆(dui)輸出功率(lv)(lv)為(wei)(wei)50MW時(shi)，13D
S、7DS快中子注量率(lv)較為結果見表
1. 3.3HFETR第68-丨丨爐(lu)結(jie)果(guo)較為(wei)HFETR第68-爐(lu)堆(dui)輸出功率(lv)為(wei)70MW時容量(liang)(liang)(liang)(liang)式熱交換(huan)器內電(dian)離(li)室(shi)跟容量(liang)(liang)(liang)(liang)式熱交換(huan)器外電(dian)離(li)室(shi)1的(de)(de)(de)快中子注量(liang)(liang)(liang)(liang)率(lv)較為(wei)結(jie)果(guo)見表(biao)(biao)(biao)2.由表(biao)(biao)(biao)1、表(biao)(biao)(biao)2得(de)知，里層電(dian)離(li)室(shi)的(de)(de)(de)盤算(suan)(suan)跟試(shi)(shi)驗結(jie)果(guo)誤(wu)差較小，而表(biao)(biao)(biao)層電(dian)離(li)室(shi)的(de)(de)(de)盤算(suan)(suan)跟試(shi)(shi)驗結(jie)果(guo)誤(wu)差很(hen)大(da)，在其(qi)中，1QDS的(de)(de)(de)盤算(suan)(suan)值(zhi)與測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)值(zhi)的(de)(de)(de)誤(wu)差達(da)到79%.分析覺得(de)，1QDS中子注量(liang)(liang)(liang)(liang)率(lv)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)值(zhi)的(de)(de)(de)一直判定(ding)過大(da)，很(hen)可能是盤算(suan)(suan)跟測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)值(zhi)誤(wu)差很(hen)大(da)的(de)(de)(de)關鍵原因，這在當今的(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)跟追蹤(zong)盤算(suan)(suan)中會進一步多(duo)方面分析。
2000年出(chu)版發行的《歐洲經濟相互配合與(yu)發展趨(qu)勢(shi)機構核能發電局RPV中(zhong)(zhong)子老(lao)化》講演得出(chu)現階段國際性上(shang)RPV中(zhong)(zhong)子注(zhu)量盤算值與(yu)試驗測量值的誤差(cha)約(yue)為(wei)20%，某(mou)些結果達(da)到30%.或更高。
之上結(jie)(jie)果表明，MCNP5C的盤算(suan)(suan)結(jie)(jie)果與(yu)試(shi)驗測量(liang)值中(zhong)間的誤差是(shi)基礎公平的，可用以(yi)HFETR壓(ya)力殼焊縫快(kuai)中(zhong)子注量(liang)的盤算(suan)(suan)。
4楷模堆(dui)(dui)芯盤算結(jie)果HFETR25盒、40盒、60盒、80盒沒有磨練(lian)部(bu)件、80盒帶(dai)500kW磨練(lian)部(bu)件、80盒帶(dai)500kW跟(gen)2005kW磨練(lian)部(bu)件、75盒、75盒帶(dai)板形然(ran)(ran)料(liao)部(bu)件堆(dui)(dui)芯在堆(dui)(dui)輸出功(gong)率(lv)50MW時相(xiang)匹(pi)配的(de)RPV內腔(qiang)軸(zhou)徑較大 快(kuai)(kuai)中子注(zhu)(zhu)量(liang)率(lv)的(de)盤算結(jie)果見表3.由表3得知：在八個(ge)楷模堆(dui)(dui)芯裝車(che)中，80盒然(ran)(ran)料(liao)元(yuan)器(qi)件帶(dai)500kW跟(gen)2005kW磨練(lian)部(bu)件堆(dui)(dui)芯相(xiang)匹(pi)配的(de)焊縫部(bu)位快(kuai)(kuai)中子注(zhu)(zhu)量(liang)率(lv)；焊縫部(bu)位快(kuai)(kuai)中子注(zhu)(zhu)量(liang)率(lv)關(guan)鍵決策(ce)于跟(gen)焊縫同軸(zhou)向(xiang)方位相(xiang)鄰堆(dui)(dui)芯地區(qu)的(de)裝車(che)，跟(gen)堆(dui)(dui)芯然(ran)(ran)料(liao)元(yuan)器(qi)件總數關(guan)系并不(bu)大；板形部(bu)件入堆(dui)(dui)不(bu)容易提(ti)升焊縫處(chu)的(de)快(kuai)(kuai)中子注(zhu)(zhu)量(liang)率(lv)。
測(ce)量(liang)(liang)盤(pan)(pan)(pan)(pan)算(suan)(suan)誤(wu)差(cha)(cha)/%測(ce)量(liang)(liang)盤(pan)(pan)(pan)(pan)算(suan)(suan)誤(wu)差(cha)(cha)/%表2450毫米高寬比快中(zhong)(zhong)(zhong)子（>測(ce)量(liang)(liang)盤(pan)(pan)(pan)(pan)算(suan)(suan)誤(wu)差(cha)(cha)測(ce)量(liang)(liang)盤(pan)(pan)(pan)(pan)算(suan)(suan)誤(wu)差(cha)(cha)表3不一(yi)樣(yang)堆(dui)芯(xin)裝車時PV內(nei)腔軸徑較(jiao)(jiao)大(da) 快中(zhong)(zhong)(zhong)子注(zhu)(zhu)量(liang)(liang)率(lv)(lv)1081然料元(yuan)器(qi)件PV內(nei)腔焊縫(feng)內(nei)腔25盒(he)(he)(he)(he)(he)40盒(he)(he)(he)(he)(he)60盒(he)(he)(he)(he)(he)80盒(he)(he)(he)(he)(he)80盒(he)(he)(he)(he)(he)帶500kW部件80盒(he)(he)(he)(he)(he)帶500kW部件及(ji)2005kW部件75盒(he)(he)(he)(he)(he)75盒(he)(he)(he)(he)(he)帶板(ban)形然料部件表4焊縫(feng)內(nei)腔軸徑較(jiao)(jiao)大(da) 中(zhong)(zhong)(zhong)子注(zhu)(zhu)量(liang)(liang)率(lv)(lv)爐(lu)f與注(zhu)(zhu)量(liang)(liang)奶Table堆(dui)芯(xin)元(yuan)器(qi)件數積分(fen)輸出功率(lv)(lv)/MWvd 25盒(he)(he)(he)(he)(he)40盒(he)(he)(he)(he)(he)60盒(he)(he)(he)(he)(he)80盒(he)(he)(he)(he)(he)1控制(zhi)回(hui)(hui)路(lu)2控制(zhi)回(hui)(hui)路(lu)1控制(zhi)回(hui)(hui)路(lu)75盒(he)(he)(he)(he)(he)累(lei)計5焊縫(feng)所受快中(zhong)(zhong)(zhong)子注(zhu)(zhu)量(liang)(liang)盤(pan)(pan)(pan)(pan)算(suan)(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)，將(jiang)堆(dui)芯(xin)內(nei)元(yuan)器(qi)件在2540盒(he)(he)(he)(he)(he)中(zhong)(zhong)(zhong)間的(de)歸(gui)(gui)到40盒(he)(he)(he)(he)(he)；4160盒(he)(he)(he)(he)(he)中(zhong)(zhong)(zhong)間的(de)歸(gui)(gui)到60盒(he)(he)(he)(he)(he)；6180盒(he)(he)(he)(he)(he)中(zhong)(zhong)(zhong)間的(de)歸(gui)(gui)到80盒(he)(he)(he)(he)(he)。盤(pan)(pan)(pan)(pan)算(suan)(suan)結果見表4.由表4得知，截至2004年(nian)底，焊縫(feng)內(nei)腔所遭受的(de)￡>1Me
V、￡>0.1MeV的(de)快中(zhong)子(zi)注量軸徑較大 段(duan)均(jun)勻值(zhi)辨別(bie)取軸徑段(duan)內的(de)快中(zhong)子(zi)不均(jun)勻系(xi)數為1.05，則截至2004年底(di)，焊縫(feng)內腔所遭受的(de)￡>1Me
V、￡>0.1MeV的(de)快(kuai)中子(zi)較(jiao)大(da) 點(dian)注量(liang)各為1.212X1017cm―2、2.514 6觀點(dian)截至2004年(nian)底(di)，HFETR容量(liang)式熱交(jiao)換器焊縫內腔所遭(zao)受的(de)￡>1MeV快(kuai)中子(zi)較(jiao)大(da) 點(dian)的(de)注量(liang)為1.212 X1017cm―2、￡>0.1MeV的(de)快(kuai)中子(zi)較(jiao)大(da) 點(dian)的(de)注量(liang)
- 上一篇：焊接是容積式換熱器中重要的環節
- 下一篇：高溫條件下容積式換熱器熱彈塑性蠕變分析
