利用TRISO燃料緊湊型壓水堆堆芯的概念設(shè)計研究.pdf

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

2、部分進行。首先是過剩反應(yīng)性控制機理；其次是中子學(xué)設(shè)計：最后進行堆芯的穩(wěn)態(tài)熱工水力分析?；谳斶\理論的計算程序WIMS-D/4程序，基于擴散理論的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)計研究中。
　　 在設(shè)計中一個最重要的特點是TRISO燃料顆粒新穎的成份，它可以保證在整個燃料循環(huán)過程中反應(yīng)性控制技術(shù)的實現(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)和可燃毒物來補償剩余反應(yīng)性。由于無溶解硼(SBF)和無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)計的堆芯能在比一般的PWR堆芯更低的溫度和壓力下運行。反應(yīng)堆的功率密度也會相應(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行。
　　 本

4、文的結(jié)果說明將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。使用少量5.0w/o的Pu-240在TRISO燃料微粒中，燃料可以在整個循環(huán)過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)