AP1000核反应堆控制棒价值特性的MC模拟

谢明亮，于　雷，陈玉清

(海军工程大学 核能科学与工程系，武汉　430033)



AP1000核反应堆控制棒价值特性的MC模拟

谢明亮，于雷，陈玉清

(海军工程大学 核能科学与工程系，武汉430033)

摘要：针对当前AP000堆芯采用的两类控制棒束，基于MCNP5程序建立堆芯仿真计算模型，分析了含不同硼浓度对堆芯k(eff)与硼微分价值的影响，同时对AP1000棒组价值进行模拟计算，对比分析了黑棒与灰棒插入堆芯对k(eff)的影响。结果表明：基于MCNP5程序建立的模型是正确的，硼微分价值(绝对值)随硼浓度增加呈现下降趋势，其值在-9.16 ～ -13.60范围内变化，符合反应性设计要求，有效增殖系数k(eff)随控制棒插入呈现非线性变化，得到了控制棒的价值变化曲线与拟合关系式，为控制棒在反应堆内紧急控制与功率调节提供参考。

关键词：AP1000;控制棒价值;MCNP;灰棒

Citation format:XIE Ming-liang, YU Lei, CHEN Yu-qing.Analysis of Control Rod Worth Features of MC Simulation in AP1000 Reactor[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(3):121-125.

AP1000是美国西屋公司开发的大型非能动先进压水堆，其堆芯设计与在役压水堆核电厂有较大的差别，控制棒组件由黑棒组件(RCCA)和灰棒组件(GRCA)组成[1]。黑棒控制组件主要吸收体材料为银-铟-镉合金，可补偿快速的反应性变化，控制轴向功率分布[2]，灰棒控制组件可为负荷跟随控制提供反应性补偿，最大程度地减少可溶硼浓度的变化需求[3]，AP1000灰棒组件最初设计由12根不锈钢棒与12根银-铟-镉棒组成[4]，国内拟将吸收材料改为钨和Inconel718 套管，为校核设计结果，系统掌握AP1000控制棒组价值曲线，本研究基于MCNP5程序建立堆芯仿真计算模型，分析堆芯含不同硼浓度对keff与硼微分价值的影响，对AP1000棒组价值进行模拟计算，对比分析了黑棒与灰棒插入堆芯对keff的影响，并得到相应的价值曲线与拟合关系式。……