第七章 反应堆分析 谢仲生精选PPT.ppt

第七章 反应堆分析 谢仲生第1页，本讲稿共17页2.试求：当反应堆的功率增加时，碘和氙的平衡浓度之间的关系如何变化？I-135和和Xe-135的产生和消失的产生和消失解：解：第2页，本讲稿共17页由图可知，在碘达到平衡时，有：由图可知，在碘达到平衡时，有：瞬间增大瞬间增大，令，令=+增大通量密度瞬增大通量密度瞬间碘的产生率：间碘的产生率：增大通量密度瞬增大通量密度瞬间碘的消失率：间碘的消失率：（2）（3）（1）利用（利用（1）的等式关系，并比较（）的等式关系，并比较（2）、（）、（3）两式）两式定性分析：定性分析：第3页，本讲稿共17页（2）、（）、（3）两式的差异在于：）两式的差异在于：由由 引致的产生率：引致的产生率：由由 引致的消失率率：引致的消失率率：I是碘的衰变是碘的衰变常量，表示衰常量，表示衰变概率，恒小变概率，恒小于于1在开始阶段在开始阶段I-135的浓度是净增长的！的浓度是净增长的！（4）（5）（6）第4页，本讲稿共17页增大通量密度瞬增大通量密度瞬间碘的消失率：间碘的消失率：由中子通量密度增大，导致的由中子通量密度增大，导致的I-135增量对于增量对于t时刻碘衰变的时刻碘衰变的率的贡献率的贡献在经历时间在经历时间t后，消失后，消失率为：率为：（7）平衡碘消失项平衡碘消失项第5页，本讲稿共17页在经历时间在经历时间t后，消失后，消失率为：率为：再次与（再次与（2）式进行比较式进行比较经历时间经历时间t后，如果：后，如果：经历时间经历时间t后，再次达到后，再次达到I-135平衡平衡（2）式=（7）式第6页，本讲稿共17页对于Xe-135的定性分析，是可以采用与I-135同样的方法的，分别从产生和消失的角度，关键是找到引发打破平衡的因素。不再赘述。第7页，本讲稿共17页定量分析：定量分析：I-135浓度随时间变化：浓度随时间变化：Xe-135浓度随时间变化：浓度随时间变化：（9）（10）先解出方程（先解出方程（9），代入（），代入（10），求解），求解*注意初始条件：注意初始条件：NI(0)=NI();NXe(0)=NXe()第8页，本讲稿共17页突然提升功率时I-135和Xe-135的浓度变化曲线第9页，本讲稿共17页12.试证明在恒定中子通量密度试证明在恒定中子通量密度0下运行的反应堆，停堆以后下运行的反应堆，停堆以后出现最大氙出现最大氙-135值的时间为值的时间为tmax为为第10页，本讲稿共17页解：解：停堆后氙平衡被打破，氙浓度变化为：停堆后氙平衡被打破，氙浓度变化为：对上式求导，令导函数为零对上式求导，令导函数为零,求最大氙浓度时间求最大氙浓度时间对上式求导，令对上式求导，令t=0，可以求出停堆瞬间氙的变化率。结论是：，可以求出停堆瞬间氙的变化率。结论是：当当02.761015中子中子/米米2秒时会出现停堆瞬间氙浓度增加，秒时会出现停堆瞬间氙浓度增加，对于大型核动力反应堆通常在功率工况下对于大型核动力反应堆通常在功率工况下02.761015中子中子/米米2秒秒.第11页，本讲稿共17页经整理，得：经整理，得：右边分式上下同除以右边分式上下同除以I=2.8710-5；Xe=2.0910-51第12页，本讲稿共17页第13页，本讲稿共17页15.一座反应堆在一座反应堆在1018中子中子/米米2秒热中子通量密度下运行了很秒热中子通量密度下运行了很长时间，然后完全停堆。试问氙浓度升到最大值将需要多长长时间，然后完全停堆。试问氙浓度升到最大值将需要多长时间？此时氙中毒的数值为多少？（设时间？此时氙中毒的数值为多少？（设f/a=0.6）解：解：利用上一题的结论，最大氙浓度时间为：利用上一题的结论，最大氙浓度时间为：代入：代入：I=2.8710-5；Xe=2.0910-50=1018；aXe=3510-28第14页，本讲稿共17页得：得：tmax=4.066104s11.3h将解得的将解得的t代入方程：代入方程：可求得最大氙浓度可求得最大氙浓度NXemax第15页，本讲稿共17页最大氙毒性：最大氙毒性：由：由：得：得：代入代入tmax第16页，本讲稿共17页max=？第17页，本讲稿共17页