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百万千瓦级环形MOX燃料堆芯设计

原子能科学技术 2015年第12期49卷 2205-2211页

作者：代启东夏兆东朱庆福中国原子能科学研究院反应堆工程研究设计所北京102413

对环形UO2燃料及环形MOX燃料组件参数的计算方法进行了研究。设计了包含193盒环形UO2和MOX燃料组件的混合型长周期(18个月)堆芯方案。对设计的堆芯的重要物理参数进行了分析,并对各循环进行了燃耗计算。结果表明,装载约30%MOX组件的堆... 详细信息

对环形UO2燃料及环形MOX燃料组件参数的计算方法进行了研究。设计了包含193盒环形UO2和MOX燃料组件的混合型长周期(18个月)堆芯方案。对设计的堆芯的重要物理参数进行了分析,并对各循环进行了燃耗计算。结果表明,装载约30%MOX组件的堆芯可在百万千瓦功率下实现长周期换料。堆芯从初装载可安全过渡到平衡循环,各循环的重要物理参数均满足设计要求,说明设计的堆芯及燃料管理方案是安全可行的。

关键词：环形燃料 MOX燃料堆芯设计燃料管理

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球床先进高温堆堆芯设计研究

核动力工程 2018年第S2期39卷 87-91页

作者：王连杰孙伟夏榜样邹杨严睿中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 中国科学院上海应用物理研究所上海201800

研究发现,排空熔盐、向冷却剂中注入毒物均可作为球床先进高温堆第二套停堆系统的辅助系统,但相比向堆芯注入毒物熔盐,排空熔盐对堆芯影响更小,更利于工程实现;相比一次装料方案,分批次燃料装载方案可保证寿期内堆芯剩余反应性较小,易控... 详细信息

研究发现,排空熔盐、向冷却剂中注入毒物均可作为球床先进高温堆第二套停堆系统的辅助系统,但相比向堆芯注入毒物熔盐,排空熔盐对堆芯影响更小,更利于工程实现;相比一次装料方案,分批次燃料装载方案可保证寿期内堆芯剩余反应性较小,易控制,但使得堆芯运行也较复杂;一次装料方案中,要使第二套停堆系统具有足够的快速停堆裕量,不能通过减小堆芯活性区装料高度实现,但可以通过增加第二套停堆系统控制棒的根数实现。本文提出了球床先进高温堆优选堆芯设计方案,该方案使球床先进高温堆的燃耗寿期可达100等效满功率天,第一套停堆系统、第二套停堆系统的冷停堆深度均满足设计要求。

关键词：球床先进高温堆第二套停堆系统排空熔盐堆芯设计

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台山核电厂CEPR堆芯设计及燃料管理

核动力工程 2015年第S1期36卷 51-53页

作者：王永刚向文欣姚波吕云江台山核电合营有限公司广东台山529228

台山核电厂采用了第三代压水堆核电技术的CEPR。堆芯采用较大的堆芯尺寸,降低了堆芯的线功率密度,提高了中子经济性;控制棒使用T模式,提高控制棒的控制效率,减小控制棒磨损;通过引入富集硼,优化了冷却剂的化学控制;从首循环开始进入18... 详细信息

台山核电厂采用了第三代压水堆核电技术的CEPR。堆芯采用较大的堆芯尺寸,降低了堆芯的线功率密度,提高了中子经济性;控制棒使用T模式,提高控制棒的控制效率,减小控制棒磨损;通过引入富集硼,优化了冷却剂的化学控制;从首循环开始进入18个月换料的燃料管理方案最大程度上提高了燃料经济性。

关键词： CEPR 堆芯设计燃料管理

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用于磁流体发电的超高温反应堆堆芯设计

原子能科学技术 2015年第12期49卷 2212-2216页

作者：安伟健宋健解家春胡古赵守智孙征中国原子能科学研究院反应堆工程研究设计所北京102413

本文对磁流体反应堆的堆芯方案进行了探索,对石墨基体燃料和金属陶瓷燃料进行了比较,选择了金属陶瓷燃料进行磁流体反应堆的设计,给出了堆芯方案及堆芯物理、热工计算结果,并对发射掉落事故进行了计算和分析。计算结果可满足设计要求。

关键词：磁流体发电超高温反应堆金属陶瓷燃料堆芯设计

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压水堆内钍-铀增殖循环研究——堆芯设计

原子能科学技术 2012年第7期46卷 791-798页

作者：毕光文司胜义上海核工程研究设计院上海200233

在全UOX(铀氧化物)堆芯平衡循环的基础上,研究了UOX/PuThOX(钚钍混合氧化物)混合堆芯和UOX/U3ThOX(工业级233 U-钍混合氧化物)混合堆芯的燃料管理方案设计,实现了钍-铀增殖循环。U3ThOX燃料组件在堆内停留6个燃料循环,平均循环长度较参... 详细信息

在全UOX(铀氧化物)堆芯平衡循环的基础上,研究了UOX/PuThOX(钚钍混合氧化物)混合堆芯和UOX/U3ThOX(工业级233 U-钍混合氧化物)混合堆芯的燃料管理方案设计,实现了钍-铀增殖循环。U3ThOX燃料组件在堆内停留6个燃料循环,平均循环长度较参考的全UOX堆芯增加5EFPD;U3ThOX燃料组件卸料后冷却1年时易裂变核素存量较装料时增加了7%。为比较分析,设计了UOX/MOX(钚铀混合氧化物)混合堆芯的燃料管理方案。核特性分析结果表明:1)装载PuThOX燃料对堆芯核特性产生的影响与装载MOX燃料类似,硼微分价值和控制棒价值减小、临界硼浓度变大、慢化剂温度系数更负、停堆裕量减小、多普勒亏损更大;2)UOX/U3ThOX混合堆芯和参考的全UOX堆芯具备相似的核特性。

关键词：钍-铀燃料循环增殖循环压水堆堆芯设计

“玲龙一号”反应堆研发关键技术——堆芯设计与安全设计

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核动力工程 2021年第4期42卷 1-5页

作者：宋丹戎李庆秦冬党高健曾畅李松肖仁杰魏学栋中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

模块式小型反应堆(SMR)是一种新型的核能系统。"玲龙一号"反应堆(ACP100)是我国完全自主创新的多用途模块化小型压水反应堆。本文介绍了ACP100的研发过程、堆芯设计和安全设计的主要特点,主要包括堆芯核设计、热工水力设计、安全设计理... 详细信息

模块式小型反应堆(SMR)是一种新型的核能系统。"玲龙一号"反应堆(ACP100)是我国完全自主创新的多用途模块化小型压水反应堆。本文介绍了ACP100的研发过程、堆芯设计和安全设计的主要特点,主要包括堆芯核设计、热工水力设计、安全设计理念、固有安全设计、事故应对策略等关键技术。ACP100反应堆通过基于全非能动的设计理念以及确定论与概率安全评价相结合的设计方法,极大地提高了安全性,超过了三代核电安全标准要求。

关键词： “玲龙一号”反应堆(ACP100) 模块式小型反应堆(SMR) 堆芯设计安全设计

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混合能谱超临界水堆堆芯设计分析

核科学与工程 2009年第1期29卷 43-49页

作者：程旭刘晓晶上海交通大学核科学与工程学院上海200240

提出了一种新型的超临界水堆概念设计:混合能谱超临界水堆,它包括慢谱区和快谱区两部分。其慢谱区燃料组件采用双排燃料组件,快谱区采用简单的正方形栅元燃料组件。慢谱区与快谱区的燃料组件都采用同向流动方式来简化堆芯设计。慢谱区... 详细信息

提出了一种新型的超临界水堆概念设计:混合能谱超临界水堆,它包括慢谱区和快谱区两部分。其慢谱区燃料组件采用双排燃料组件,快谱区采用简单的正方形栅元燃料组件。慢谱区与快谱区的燃料组件都采用同向流动方式来简化堆芯设计。慢谱区的冷却剂出口温度远低于整个堆芯的出口温度,这大大降低了慢谱区包壳的温度峰值。此外,由于快谱区冷却剂密度很小,流速很高,故可采用较大的栅元结构,这有效地降低了包壳周向局部传热不均匀性。所以混合堆在充分继承慢谱、快谱堆芯优点的基础上,弥补两者的不足。

关键词：超临界水堆堆芯设计混合中子能谱同向流动模式

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压水堆堆芯设计特点及其演变

核动力工程 2000年第1期21卷 19-24页

作者：刘聚奎中国核动力研究设计院成都610041

综合论述了压水堆堆芯设计中的化学补偿反应性、标准化无盒大型燃料组件、棒束型控制棒、可燃毒物和采用多区堆芯装料等基本问题。并以上述5大问题为基础 ,简要叙述了负荷跟踪运行给堆芯设计带来的有关设计问题。此外。

关键词：压水堆堆芯设计演变改进负荷跟踪运行

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电子加速器驱动次临界系统的堆芯设计

电子加速器驱动次临界系统的堆芯设计

作者：张新营华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

核能的发展对于保障我国的能源安全,实现低碳环保具有显而易见的战略地位,而日益增多的乏燃料限制着核能的可持续发展。在加速器技术推动下发展起来的分离-嬗变技术成为最优核废料处理技术,ADS则被认为是乏燃料后处理的最理想工具。但... 详细信息

核能的发展对于保障我国的能源安全,实现低碳环保具有显而易见的战略地位,而日益增多的乏燃料限制着核能的可持续发展。在加速器技术推动下发展起来的分离-嬗变技术成为最优核废料处理技术,ADS则被认为是乏燃料后处理的最理想工具。但遗憾的是,到目前为止,还有大量的基础科学问题有待解决,核材料问题与成本问题尤为突出,而采用电子加速器来驱动次临界系统的技术路线因电子加速器技术成熟、设备成本较低而受到关注。在电子加速器驱动的次临界系统中,经加速器加速并出射的高能电子进入电子靶,与靶材料接触骤然减速发生韧致辐射放出光子,光子再与靶发生光核反应,产生中子进入堆芯诱导核燃料发生裂变反应。根据这两种反应机制,论文设计了电子靶模型和次临界堆芯以及特定的堆芯状态用于燃烧乏燃料。论文基于NJOY程序制作并检验了相关核素的光核反应数据,在MCNPX中以40 MeV的高能电子轰击金属薄靶,分别计算韧致辐射的光子产额和光核反应的中子产额,以此选择最优的靶参数。电子靶设计为圆柱状,包含两部分:韧致辐射靶和光核反应靶。区别于ADS的液态铅铋金属靶,固态电子靶中韧致辐射靶材料为天然钨,半径5 cm,厚度0.5 cm;光核反应靶材料为238U,半径8 cm,厚度2.5 cm。经电子-光子-中子联合输运产生的中子能谱在10-8～10-7 MeV范围有较大峰值,大部分中子为热中子,由此将eADS次临界堆芯设计为热中子反应堆;在0.01～5 MeV范围有较小峰值,可用于乏燃料研究。eADS的次临界堆芯参照M310堆型,电子靶设置在堆芯中心组件位置,按运行时间设计了两个循环。根据堆芯功率峰因子和展平中子通量密度分布的设计要求,通过调节硼浓度来控制keff在次临界范围,调整堆芯可燃毒物分布以实现功率峰因子在1.4左右并达到相对平坦的中子通量密度分布,同时采用多靶布置的方式有效展平堆芯组件中子通量密度。在后续循环中,以压水堆取出150天后的乏燃料替换2.4%富集度燃料并将2.4%富集度燃料设置在堆芯外围组件,keff保持在次临界范围,功率峰因子1.359,中子通量维持在相对平坦的水平,再替换堆芯1.6%富集度燃料为乏燃料,也满足堆芯设计要求,因此,从堆芯物理的角度认为在eADS中燃烧乏燃料是可行的。

关键词： eADS 电子靶设计堆芯设计功率峰因子中子通量密度分布乏燃料