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1、H F E T R 堆芯装载设计质量分析 孙寿华 ( 中国核动力研究设计院)摘要：本文简介了H F E T R 堆芯装载设计遵循的法规，从设计计算程序、设计人员资格、设计 过程、设计评审、设计批准等方面论证了设计的有效性，说明了H F E T R 堆芯装载设计的难点及运 行结果的反馈情况。1 引言设计的定义为：将要求转化为产品、过程或体系的规定的特性或规范的一组过程。设计作为 现代工程不可缺少的个重要环节，它会直接影响最终“产( 成) 品”的质量。核反应堆装载设计， 不仅直接影响最终“产( 成) 品”的质量，更直接影响反应堆自身的安全性和经济性。目前，H F E T R 已安全运行二十四周年，
2、分析H F E T R 堆芯装载的设计质量是非常必要的。2 设计遵循的法规H A F 2 0 1 研究堆设计安全规定 H A F 2 0 2 研究堆运行安全规定H A D 2 0 2 d 研究堆运行管理高通量工程试验堆安全分析报告3 设计的有效性3 I 设计计算程序H F E T R 堆芯装载设计主要用到的物理计算程序有：F G 2 D B 、W I M s D 4 6 9 、S 3 B U R N 、M C N P ，热 工水力计算程序有：H F E T R 、C A S H 、H F E T R P P C 、C O B R A 一。其中，W I M S D 4 6 9 、M C N P
3、、C O B R A - - 是国际上普遍采用的成熟程序；F 6 2 D B 、S 3 B U R N 、H F E T R 、C A S H 、H F E T R P P C 是经过H F E T R 大量实 验数据和运行结果检验并确认的程序。所有程序都通过院级验收并己入库。 3 2 设计人员资格独立从事H F E T R 堆芯装载设计的人员都具有较高的学历、丰富的工作经验和良好的业绩。在 独立设计之前都通过了两年以上的设计培训和学习。就目前来说，直接从事设计的人员6 名。从 学历来看，有硕士研究生学历的5 人，有本科学历的1 人；从职称来看，副研究员职称以上的5 人，助理研究员为1 人；从
4、从事专业时间来看，6 名设计人员累计从事本工作6 6 人年，平均每人 1 1 年。3 3 设计过程3 3 1 设计遵循的原则( 1 ) 基本原则：确保运行任务的完成；( 2 ) 安全原则：确保设计出的物理热工参数在堆的正常运行限值以内； ( 3 ) 对称原则：燃料元件、靶件、孔道等尽量分别各自对称； ( 4 ) 经济原则：力争把运行成本降到最低。 3 3 2 设计输入设计输入由计划部门以任务书的形式下达，主要内容有：要求的运行寿期，需出堆的靶件及2 1 1要求，需入堆的靶件及要求，上一炉的运行参数。3 3 3 设计步骤根据运行积分功率作上一炉段的燃耗计算，根据设计输入布置堆芯装载并作物理计算，
5、当堆 芯装载满足物理要求后作热工水力计算。当选择的堆芯装载同时满足物理、热工要求和运行任务后，才能确定之为正式装载。 3 3 4 设计校对计算完毕后首先由设计人员对计算过程进行自检，然后由另外一人独立校对。校对的要点如 下：检查燃料元件倒换料是否有错，并对倒换前后的燃耗逐一校对；检查堆内靶件出入、换位是否有误：检查输入参数清单，无误后按此重新计算一遍，并对结果进行比对。3 3 5 设计结果 设计结果形成书面文件( ( H F E T R 第X x 炉物理、热工参数及装载方案，主要包括：燃料元件 和靶件在堆内的详细信息、控制棒的信息、详细的堆芯装载图、物理热工计算的主要结果。 3 4 设计评审、
6、H F E T R 的设计评审以所级会议评审的方式进行，通常包括：有关所领导、总师、设计人员、 计划部门、质保部门、安防部门、运行研究室有关人员。所级评审后报院级批复，并同时上报国家核安全局成都监督站。 3 5 设计批准 批准由所长或主管副所长签字。4 设计难点堆芯装载设计的难点主要体现在堆芯装载复杂、设计时间仓促、装载任务经常变化，每一炉都需同时达到多个运行目标。从运行任务来看，主要的目标就有：不同种类的同位素辐照生产、 不同种类燃料元件的辐照考验、5 0 8 - - I I I 钢辐照、单晶硅掺杂；从装载变化来看，每一种燃料组 件的出、入都引起堆芯装载发生较大的变化；从设计时间来看，设计人员的有效时闻仅为1 0 天左右。5 对设计的反馈H F E T R 已完成1 4 0 多次堆芯装载设计，反应堆实际运行中未发现装载设计存在质量问题，仅 发现设计文件中有个别打印错误现象，这种错误都及时的按照规定得到了更改。6 分析结论从设计所遵循的法规、设计的有效性和运行中对设计的反馈情况来看，堆芯装载设计质量高，满足了对设计的需求。2 1 2
