反應(yīng)堆核設(shè)計簡介

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中文名稱

反應(yīng)堆核設(shè)計

英文名稱

reactor nuclear design

定　　義

反應(yīng)堆堆芯物理設(shè)計和反應(yīng)堆輻射屏蔽設(shè)計的統(tǒng)稱。前者包括確定堆芯臨界條件和功率分布、反應(yīng)性分析、燃耗分析和燃料管理；后者包括確定反應(yīng)堆屏蔽要求、選取屏蔽材料和布置方案、分析屏蔽層內(nèi)熱源和溫度分布。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級學(xué)科），核電（二級學(xué)科）

在石墨與中子的相互作用下發(fā)生的各種過程，如吸收、散射、擴散、反射等所遵循的規(guī)律以及中子輻照誘發(fā)的石墨性能的各種變化的總稱。在原子反應(yīng)堆內(nèi)，在強烈的中子輻照下，石墨的物理力學(xué)性能、熱學(xué)性能、電磁學(xué)性能均發(fā)生不同程度的變化，石墨體的尺寸也有顯著的改變。了解這些變化的規(guī)律，對石墨反應(yīng)堆的設(shè)計及反應(yīng)堆的安全運行至關(guān)重要。

20世紀(jì)40年代之后，各國都相繼制訂了龐大而詳實的規(guī)劃，對石墨的核性能進行研究，投入了巨大的人力物力，并以國家的力量組織實施，五六十年代達到頂峰，迄今不衰。50年代末，各種研究報告相繼解密，公諸于世，世人對石墨的認(rèn)識大為深入。

關(guān)于大量中子在石墨中的平均行為，在石墨中運行的中子所服從的一般規(guī)律，即所謂宏觀中子物理，是中子與石墨相互作用的基本原理。關(guān)于這種平均行為和一般規(guī)律(見石墨的宏觀中子物理)。任何核反應(yīng)過程，常用反應(yīng)截面來加以定量的描述。石墨對中子的吸收截面、散射截面、宏觀截面等見石墨的中子截面。由于歷史的原因，中子輻照劑量的單位和表示方法多種多樣，常易造成混亂甚至錯誤。(見中子注量)石墨經(jīng)中子輻照后，石墨性能發(fā)生種種變化，石墨體尺寸亦有所改變，這就是輻照對石墨的作用或?qū)κ膿p傷。對石墨反應(yīng)堆的設(shè)計和運行，了解石墨的輻照損傷至關(guān)重要。

堆工所設(shè)有行政辦公室、黨工辦公室、科技辦公室、質(zhì)量管理辦公室、財務(wù)管理辦公室、反應(yīng)堆物理研究室、反應(yīng)堆熱工水力研究室、反應(yīng)堆材料腐蝕與防護研究室、反應(yīng)堆材料及輻照性能研究室、反應(yīng)堆材料輻照后檢驗研究室、反應(yīng)堆燃料元件研究室、微型堆研究室、101重水反應(yīng)堆研究運行室、49-2輕水反應(yīng)堆研究運行室、中國先進研究堆運行室、反應(yīng)堆工程設(shè)計部（含設(shè)計管理室、總體設(shè)計室、理論設(shè)計室、機械設(shè)計室和自控設(shè)計室）以及堆工所科學(xué)技術(shù)委員會和北京市雷克機電工程技術(shù)公司，中核集團的核臨界安全中心設(shè)在堆工所。

堆工所自行設(shè)計建成了輕水、重水、快中子、固態(tài)零功率堆和49-2游泳池式反應(yīng)堆，承擔(dān)過49-3高通量堆的設(shè)計和科研任務(wù)，對重水研究堆進行了大修改建，自行研制成了微型中子源反應(yīng)堆，為我國生產(chǎn)堆和核電廠的設(shè)計建造和運行完成了大量的科研工作。

作為一個多學(xué)科、綜合性的反應(yīng)堆工程研究設(shè)計基地，堆工所曾獲得過國家科技進步一等獎2項、二等獎2項、三等獎2項，全國科學(xué)大會獎25項，國家發(fā)明三等獎3項，部級科技獎勵350余項。為國家培養(yǎng)、輸送了大量高級核科技專業(yè)人才和管理干部。

堆工所是全國最早具有培養(yǎng)碩士和博士學(xué)位資格的單位之一，設(shè)有博士后流動站，有21名博士生導(dǎo)師。

堆工所現(xiàn)有大型研究堆2座，微型堆1座，零功率反應(yīng)堆6座；各種堆內(nèi)試驗回路和堆外綜合實驗臺架；大型熱室，各種核材料試驗、檢測裝置；完備和先進的反應(yīng)堆物理計算、反應(yīng)堆熱工水力分析計算、結(jié)構(gòu)力學(xué)計算以及核安全和事故分析程序。此外，正在建設(shè)的中國先進研究堆將配備中子散射和中子活化分析譜儀、堆內(nèi)考驗回路、多功能熱室群等，這將成為堆工所又一個新的、功能更為強大的綜合核科技研究平臺。

堆工所具有國家建設(shè)部頒發(fā)的關(guān)于從事反應(yīng)堆工程（含核電站反應(yīng)堆）主導(dǎo)工藝設(shè)計（甲級）資質(zhì)的工程設(shè)計證書，國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的《壓力容器設(shè)計單位批準(zhǔn)書》及國家核安全局頒發(fā)的《中華人民共和國民用核承壓設(shè)備設(shè)計資格許可證》。

堆工所正在從事中國實驗快堆和中國先進研究堆的設(shè)計與建造、先進核能技術(shù)開發(fā)、反應(yīng)堆運行研究與同位素生產(chǎn)、涉外工程和民品開發(fā)等任務(wù)。堆工所擁有雄厚的技術(shù)力量和設(shè)備資源，具有良好的質(zhì)量管理基礎(chǔ)和健全的質(zhì)量管理體系。 2100433B

為保證冷卻劑在其內(nèi)部不沸騰，一般反應(yīng)堆壓力槽設(shè)計時均要承受155巴以上的壓力，同時還要經(jīng)得起強的快中子流及γ射線的輻射。由于暴露于輻射中，反應(yīng)堆壓力槽無法更換，設(shè)計壽命通常為30年。一般反應(yīng)堆壓力槽由筒體組合件、頂蓋組合件、底封頭、法蘭密封結(jié)構(gòu)組成，例如厚達數(shù)十厘米的高強度金屬容器。 反應(yīng)堆壓力槽的大小與核反應(yīng)堆容量的大小（即發(fā)電站的功率）密切相關(guān)。壓水反應(yīng)堆在更換核燃料時，反應(yīng)堆壓力槽的頂蓋必須打開。