[發(fā)明專利]一種圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)核臨界事故裂變次數(shù)估算的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111114051.3
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113889202A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 易璇;于淼;霍小東;邵增;劉國明;楊海峰;郭治鵬;李想;胡小利;陳添
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;G16C10/00
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

1.一種圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)核臨界事故裂變次數(shù)估算的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)確定所述圓柱體鈾溶液貯槽的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)、所述圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)容物的材料成分參數(shù)、以及工藝流程參數(shù)；

(2)根據(jù)步驟(1)中所確定的參數(shù)建模，計算搜索貯槽內(nèi)料液系統(tǒng)的臨界液位高度，并計算貯槽內(nèi)料液系統(tǒng)的中子動力學(xué)參數(shù)、貯槽內(nèi)料液不同高度時的系統(tǒng)有效中子增殖因子k_eff和對應(yīng)的系統(tǒng)反應(yīng)性ρ；然后通過計算確定所述圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)發(fā)生臨界事故時加入系統(tǒng)的反應(yīng)性速率ρ_t；

(3)根據(jù)所述加入系統(tǒng)的反應(yīng)性速率ρ_t與裂變次數(shù)體密度N_V的對應(yīng)關(guān)系，計算得到所述圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)發(fā)生臨界事故時單位體積內(nèi)的裂變次數(shù)；再結(jié)合發(fā)生臨界事故時所述圓柱體鈾溶液的總體積V，計算得到所述圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)發(fā)生臨界事故時的總裂變次數(shù)N。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)核臨界事故裂變次數(shù)估算的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述圓柱體鈾溶液貯槽的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)為圓柱體鈾溶液貯槽的直徑D。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)核臨界事故裂變次數(shù)估算的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)容物的材料成分參數(shù)包括鈾溶液中鈾的濃度C、U-235的富集度E。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)核臨界事故裂變次數(shù)估算的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述工藝流程參數(shù)為料液添加速度上限l。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)核臨界事故裂變次數(shù)估算的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述建模是采用三維蒙卡中子輸運(yùn)程序建立計算模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)核臨界事故裂變次數(shù)估算的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述貯槽內(nèi)料液系統(tǒng)的中子動力學(xué)參數(shù)包括系統(tǒng)的有效緩發(fā)中子份額β_eff、衰變常數(shù)λ_i。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)核臨界事故裂變次數(shù)估算的方法，其特征在于，根據(jù)貯槽內(nèi)料液不同高度時的系統(tǒng)有效中子增殖因子k_eff和對應(yīng)的系統(tǒng)反應(yīng)性ρ＝1-1/k_eff，得到到達(dá)臨界附近處時，所述系統(tǒng)反應(yīng)性ρ隨高度H的變化率dρ；根據(jù)所述圓柱型溶液貯槽的直徑D、料液添加速度上限l，計算得到貯槽內(nèi)料液高度H變化的最大速率s；然后根據(jù)下列關(guān)系式：

計算系統(tǒng)臨界時加入系統(tǒng)的反應(yīng)性速率ρ_t。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)核臨界事故裂變次數(shù)估算的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述加入系統(tǒng)的反應(yīng)性速率ρ_t與裂變次數(shù)體密度N_V的對應(yīng)關(guān)系是由前期實驗數(shù)據(jù)擬合得到的關(guān)于所述裂變次數(shù)體密度N_V與加入系統(tǒng)的反應(yīng)性速率ρ_t的經(jīng)驗公式：

N_V＝(1.81ρ_t-0.645)×10¹⁵

將步驟(2)中得到的所述加入系統(tǒng)的反應(yīng)性速率ρ_t代入計算，得到裂變次數(shù)體密度N_V。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)核臨界事故裂變次數(shù)估算的方法，其特征在于，所述加入系統(tǒng)的反應(yīng)性速率ρ_t的參數(shù)變化范圍為0.5～3.0$/s。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種圓柱體鈾溶液貯槽內(nèi)核臨界事故裂變次數(shù)估算的方法，其特征在于，所述加入系統(tǒng)的反應(yīng)性速率ρ_t的參數(shù)變化范圍為0.8～1.7$/s。