钒自给能探测器响应电流“γ峰”现象的模拟与分析
2021-04-16邵睿智曹良志李云召李雪松司峰伟郝腾飞桑耀东邓邦杰张清民吉文浩
邵睿智,曹良志,李云召†,李雪松,司峰伟,郝腾飞,桑耀东,邓邦杰,张清民,吉文浩
(1.西安交通大学核科学与技术学院,西安710049;2.三门核电有限公司,台州317100;3.中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室,成都610213)
近年来,随着核电技术的发展,更加安全的设计理念越来越多地应用于商用压水堆中。堆内固定式自给能探测器具有体积小、精度高及无需外加偏压等优点,已广泛应用于第三代商用压水堆的在线功率测量系统中。在AP1000堆芯中放置了多个自给能探测器,在堆芯运行时通过自给能探测器测量的响应电流,可以得到堆芯相对功率,从而保证反应堆的安全运行。然而,在甩负荷试验时,除堆芯内最外层A类组件中的自给能探测器外,其他组件中的自给能探测器响应电流-时程曲线均会出现先上升后下降的现象,该现象称为“γ峰”现象。
早在20世纪70年代,Warren等已对自给能探测器进行了模拟研究,通过解析求解的方法推导得到了响应电流的计算公式[1-4]。随后,Goldstein等使用蒙特卡罗方法对不同堆型、不同种类的自给能探测器进行了模拟计算与分析[5-7]。近年来,韩国蔚山科技大学和法国原子能委员会相继开发了基于蒙特卡罗方法的自给能探测器模拟计算程序和方法[8-10]。然而,这些方法大多是针对稳态工况和零燃耗条件,无法直接模拟AP1000堆芯运行过程中出现的“γ峰”现象。
本文利用西安交通大学自主研发的压水堆堆芯分析程序NECP-Bamboo[11-12]和自给能探测器响应电流模拟程序SPND-Signal[13],构建了自给能探测器响应电流模拟与分析平台,模拟了不同组件的甩负荷试验运行历史和自给能探测器的中子-光子-电子耦合输运过程,分析了“γ峰”现象的产生机理。……
