利用TRISO燃料緊湊型壓水堆堆芯的概念設(shè)計(jì)研究.pdf

1、本文研究的主要目的是在壓水堆中使用TRISO燃料并進(jìn)行緊湊型反應(yīng)堆設(shè)計(jì)。由于TRISO燃料良好的防止裂變碎片逸出的能力，所以被當(dāng)今反應(yīng)堆設(shè)計(jì)研究所青睞。當(dāng)前的研究集中于通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)堆芯的物理和穩(wěn)態(tài)熱工水力分析，驗(yàn)證在不采用PWR中常用的反應(yīng)性補(bǔ)償措施情況下，使用TRISO燃料PWR技術(shù)的可行性。
　　 為了完成反應(yīng)堆設(shè)計(jì)工作，必須首先完成設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算工作，確定一些重要的燃料和堆芯設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)于設(shè)計(jì)完成的堆芯的分析在本文中分三個(gè)主要

2、部分進(jìn)行。首先是過(guò)剩反應(yīng)性控制機(jī)理；其次是中子學(xué)設(shè)計(jì)：最后進(jìn)行堆芯的穩(wěn)態(tài)熱工水力分析?；谳斶\(yùn)理論的計(jì)算程序WIMS-D/4程序，基于擴(kuò)散理論的CITATION程序和輕水堆瞬態(tài)分析程序RELAP5都被應(yīng)用與本文的概念設(shè)計(jì)研究中。
　　 在設(shè)計(jì)中一個(gè)最重要的特點(diǎn)是TRISO燃料顆粒新穎的成份，它可以保證在整個(gè)燃料循環(huán)過(guò)程中反應(yīng)性控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。少量5.0w/o的Pu-240將取代部分U-235加入TRISO燃料中，在恰當(dāng)數(shù)量的控制

3、棒作用下，該TRISO燃料微粒的使用可以不采用可溶硼系統(tǒng)和可燃毒物來(lái)補(bǔ)償剩余反應(yīng)性。由于無(wú)溶解硼(SBF)和無(wú)可燃毒物理念可以減小反應(yīng)堆體積，均勻堆芯燃耗，所以更多的被應(yīng)用在小型和中型反應(yīng)堆(SMR)中。這種燃料的一些特性（例如：加熱性能、脫鹽性能和限制功率產(chǎn)生的性能）可以使得設(shè)計(jì)的堆芯能在比一般的PWR堆芯更低的溫度和壓力下運(yùn)行。反應(yīng)堆的功率密度也會(huì)相應(yīng)的降低，TRISO燃料的使用可以保障堆芯在所有的工況下安全運(yùn)行。
　　 本

4、文的結(jié)果說(shuō)明將TRISO燃料和PWR技術(shù)的結(jié)合可以得到更可行、安全的核電設(shè)計(jì)。使用少量5.0w/o的Pu-240在TRISO燃料微粒中，燃料可以在整個(gè)循環(huán)過(guò)程中顯著的減少剩余反應(yīng)性。在燃料的壽期初，剩余反應(yīng)性從27％△k/k降到6.22％△k/k，設(shè)計(jì)中可以不再使用硼溶液系統(tǒng)和可燃毒物。多普勒效應(yīng)、慢化劑和空泡份額數(shù)分別為-3.34pcmK-1、-4.90pcmK-1和-91.00pcm％V-1。
　　 本文的穩(wěn)態(tài)熱工水力分析結(jié)