熔盐堆散体石墨组件堆芯结构变化对核反应性的影响

作     者：曹金通 朱贵凤 辜峙钘 CAO Jintong;ZHU Guifeng;GU Zhixing

作者机构：中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049 成都理工大学成都610059 

出 版 物：《核技术》 (Nuclear Techniques)

年 卷 期：2024年第47卷第6期

页      面：110-120页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0827[工学-核科学与技术] 082701[工学-核能科学与工程] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(No.12005290) 中国科学院青促会(No.2020261)资助 

主　　题：熔盐堆 石墨组件 堆芯结构 反应性 蒙特卡罗模拟 

摘      要：熔盐堆由于其燃料的流动性,堆芯结构变化会导致堆芯燃料分布及装载量的改变,从而影响堆芯物理特性参数。本文以新型实心六棱柱石墨组件熔盐堆堆芯设计模型为参考,使用MCNP程序分析了热膨胀、流体冲刷及堆本体震动和石墨辐照形变等因素导致的堆芯组件变形、位移等微小几何变化,并研究了这些堆芯结构变化对反应性的影响。结果表明:热膨胀引起的堆芯结构变化引入负反应性;流体冲刷及堆本体震动导致的石墨组件偏移,引入的反应性是波动的,但整体趋势是石墨组件向堆中心偏移,引入正反应性,向堆外围偏移,引入负反应性。为保障反应堆安全运行,需要将石墨组件约束在一定范围内;石墨辐照形变会使反应性先减小后增大,在堆芯寿期末堆芯反应性仍小于寿期初,该反应性变化可由在线加料或移动控制棒补偿,对熔盐堆运行影响有限,但需考虑该批燃料再入新堆后的临界控制问题。本文的研究将为熔盐堆的设计、运行和维护提供重要参考。