超臨界水冷混合譜堆堆芯增殖問題研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，核能在能源中的比重逐步的增加，但核能的發(fā)展受到了核資源的限制。如何提高核資源的利用率就成為第四代反應(yīng)堆的追求目標(biāo)。超臨界水冷堆（Supercritcial Water-Cooled Reactor,簡稱SCWR）是六種第四代核反應(yīng)堆中唯一以輕水做冷卻劑的反應(yīng)堆，它是在現(xiàn)有水冷反應(yīng)堆技術(shù)和超臨界火電技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的革新設(shè)計。由于堆芯冷卻劑密度低，因此SCWR可設(shè)計為熱堆，也可設(shè)計為快堆。SCWR熱堆與SCWR快堆在

2、諸多堆芯性能參數(shù)上呈互補特性，為了綜合熱譜與快譜SCWR的優(yōu)點，克服各自缺點，混合能譜SCWR概念設(shè)計被提出。
　　本文在充分調(diào)研混合能譜SCWR的基礎(chǔ)上，以四方形混合能譜SCWR為參考，構(gòu)建了SCMR（Supercritcial water-cooled Mixed-spectrum Reactor，SCMR）堆芯。主要是圍繞增殖問題進(jìn)行了以下幾個工作：
　　1.從堆芯物理參數(shù)方面考慮，從SCWR幾種候選包殼材料中選出堆芯

3、物理參數(shù)較優(yōu)的T-91鋼作為SCMR堆芯的包殼材料。
　　2.在選定包殼后，對SCMR堆芯的特性參數(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明SCMR堆芯熱譜區(qū)適合產(chǎn)能，快譜區(qū)適合增殖。
　　3.增殖是本文的重點，先從組件開始進(jìn)行改進(jìn)。通過調(diào)整熱譜區(qū)組件的水洞布置，從3×3水洞布置調(diào)整到5×5水洞布置，結(jié)果熱譜區(qū)組件的轉(zhuǎn)換比有所提高；通過降低SCMR快譜區(qū)組件增殖層的燃料富集度（從0.7％降低到0.2%）、在裂變層中加入釷、增加燃料棒的分層以及增