【摘 要】
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空间核反应堆电源因为具有较高的功率密度、较长的使用寿命,以及不受空间应用外部条件影响等优势,成为一种重要的空间电源选择,正逐渐受到广泛的关注。本文建立了锂冷快堆与布雷顿循环系统耦合的系统仿真平台。建立平台模拟空间核反应堆电源系统的过程分为2个阶段:反应堆物理计算;一二回路热力系统计算。物理计算采用MCNP程序,将计算得出燃料棒温度系数,多普勒反应性系数,平均裂变能量等关键参数,输入到RELAP5程
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空间核反应堆电源因为具有较高的功率密度、较长的使用寿命,以及不受空间应用外部条件影响等优势,成为一种重要的空间电源选择,正逐渐受到广泛的关注。本文建立了锂冷快堆与布雷顿循环系统耦合的系统仿真平台。建立平台模拟空间核反应堆电源系统的过程分为2个阶段:反应堆物理计算;一二回路热力系统计算。物理计算采用MCNP程序,将计算得出燃料棒温度系数,多普勒反应性系数,平均裂变能量等关键参数,输入到RELAP5程序的堆芯中子动力学模块中。一二回路热力系统计算采用RELAP5程序进行模拟,修改RELAP5程序中的QUERY函数,添加锂和氦氙混合气体的物性模型,同时加入了金属换热公式,使程序能识别并正确计算一二回路系统。通过建立有关控制系统和保护系统,对整个系统的瞬态过程进行了模拟,并对系统的失流事故、反应性引入、热阱丧失等事故工况进行了模拟,对系统的安全性能进行了研究。如在失流事故下,锂冷快堆依靠自身反应性反馈调节和停堆保护系统的共同作用下停堆,燃料温度保持在安全限值内。本文研究结论证明了以MCNP程序与RELAP5程序结合所开发的平台为工具的空间核反应堆电源系统模拟的可行性,同时也为空间堆系统的进一步研究提供了参考和借鉴。
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