燃料再分布效應

再分布效應是考慮了反應堆內與軸向通量密度分布、燃耗和慢化劑溫度係數的不均勻聯繫在一起的反應性效應。

基本介紹

• 中文名：燃料再分布效應
• 外文名：Fuelredistribution effect

BOL（堆芯壽期初）的慢化劑虧損和再分布

當反應堆功率變化時，有幾個因素使軸向中子通量密度分布發生偏移。

在BOL時，主要因素是慢化劑水密度隨堆芯高度而減小，再分布效應增加了功率虧損，在壽期初最壞情況的再分布效應約為500PCM。圖1給出了壽期初的再分布虧損與平均慢化劑虧損的關係。

EOL（堆芯壽期末）的慢化劑虧損和再分布

堆芯壽期末的再分布效應並不十分明顯，此時反應堆堆芯慢化劑中硼濃度已經很低了，計算所得的慢化劑功率虧損為1144.8PCM。圖2給出了壽期末再分布虧損與平均慢化劑虧損的關係。

EOL軸向燃耗對再分布的影響

BOL軸向Doppler效應對應再分布的貢獻是非常小的，因為燃耗密度是均勻的，中子通量密度偏移相當小。在EOL，功率虧損中的再分布部分主要是燃耗效應造成的。

在EOL，當反應堆功率從滿功率降到零功率時，中子通量密度峰朝堆芯頂部偏移較大，這種偏移是堆芯燃耗不均勻的結果，而燃耗不均勻是由功率運行時插棒和堆芯底部水較冷造成的。

堆芯底部燃耗增加的同時，這區域的裂變產物濃度也增加，這也使停堆後中子通量密度峰朝堆芯上部偏移。

當反應堆從熱態滿功率到熱停堆，因為中子通量密度峰從堆芯底部的低密度燃料向堆芯頂部的高密度燃料偏移，由此向堆芯引入了正反應性。燃料的反應性價值正比於相對中子通量密度的平方，密度高的燃料內相對中子通量密度升高，將引入額外的正反應性。對EOL，再分布的主要貢獻是由軸向中子通量密度峰偏移引起的這兩個正反應性效應。

總之，總功率虧損曲線包括了典型的再分布效應。再分布反應性主要由慢化劑溫度，沿著堆芯軸向逐漸升高引起的。再分布主要用於計算保守的停堆深度。

在計算停堆情況下對控制棒的要求時，必須將最大再分布效應加到功率虧損上。操縱員必須意識到，在停堆時，再分布會引入正反應性。利用在最不利的棒位、Xe分布和燃耗情況下所得到的最大中子通量密度峰偏移，計算再分布的價值。停堆最保守的再分布值：在BOL時-500PCM；在EOL時為-850PCM。影響再分布的主要因素：在BOL時是慢化劑反應性虧損；在EOL時則是不均勻燃耗。

圖1 壽期初再分布虧損與平均慢化劑虧損關係

圖2 壽期末再分布虧損與平均慢化劑虧損關係