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AP1000为美国西屋公司在AP600的基础上开发的先进压水堆,其主要特点是其“非能动”的安全概念。2006年中国做出了引进AP1000的决定。AP1000提出了两种装载模式,一种是传统装载,另一种是先进装载。先进装载采用“低漏装载”的模式来提高中子的经济性和芯部的反应性,延长了堆芯寿期。AP1000提倡使用先进装载模式。控制棒弹出事故(简称“弹棒事故”)是反应堆运行中导致后果最严重的事故中的一种。对弹棒事故进行研究有助于了解堆芯物理特性,并能验证堆芯的安全性,为后续的安全评审提供相关方法的探索。本文主要以AP1000先进装载首炉堆芯为研究对象,建立合适的三维物理-热工水力模型,并在模型的基础上进行弹棒试验并分析结果。本文首先利用轻水堆冷却剂系统瞬态计算程序RELAP5对AP1000堆芯部位进行热工水力建模,其中对堆芯活性区进行了两种水力模型的建立。利用SCALE程序对先进装载的组件逐个进行截面计算,为导入后期的物理模型中做准备。再利用美国普渡大学开发的三维堆芯物理瞬态计算工具PARCS软件对堆芯活性区进行三维物理模型的建立。在并行虚拟机的环境下将RELAP5和PARCS进行耦合,建立耦合模型。在耦合模型建好的基础上,选取寿期初热态满功率和热态零功率的工况进行弹棒试验。在热态满功率的情况下,选取4种位置处的单束控制棒分别进行弹棒试验并对比了两种水力通道划分结果,还进行了两束控制棒同时弹出试验。结果显示单束控制棒弹出时最中心的AO棒弹出后果最严重,引起的核功率峰值最大,但燃料中心和包壳温度都未超规定值。单通道与多通道相比,由于其燃料温度较低,Doppler效应则相对较弱,弹棒位置处归一化温度分布越低弹棒价值则显示越大。选取的两束棒同时弹出时虽然引入的正反应性较大,压力的变化较为剧烈,对一回路系统易产生冲击,但由于棒分布在堆芯外围从而其引起的温度和压力变化峰值仍在可接受范围。在不触发停堆的前提下,热态零功率单束棒弹出时AO棒的后果最严重,但温度和压力结果也都在可接受范围。热态零功率下同样选取了与热态满功率相同的两束棒进行弹出。虽然两束棒弹出的价值很大,但在触发高功率停堆信号的情况下其后果得到了有效控制,温度和压力的变化也都在可接受范围。