小型模塊化自然循環(huán)鉛冷快堆(SNCLFR-100)初步物理設計及燃耗優(yōu)化.pdf

1、SNCLFR-100是基于現實可行技術提出的額定功率為100MW的小型模塊化自然循環(huán)鉛冷快堆。對于反應堆而言，其經濟性與堆芯的一次裝料運行年限有很大關系。一般而言，延長堆芯的一次裝料運行年限可以相應的提高反應堆的經濟性。
　　在本文中，首先圍繞堆芯設計的要求，給出了在物理設計中需要遵守的一系列設計準則和約束限制，并對SNCLFR-100堆芯設計方案進行了相關物理參數的計算，得到了堆芯的功率分布及中子通量分布等穩(wěn)態(tài)參數，和反應性系數

2、等瞬態(tài)參數，以及和安全控制相關的瞬發(fā)中子壽命和緩發(fā)中子份額等動力學參數，驗證了此方案符合設計準則和約束限制。與此同時還計算得到了此設計方案下堆芯的一次裝料運行滿功率年限為4年的結果?；诖擞嬎憬Y果，提出了將SNCLFR-100的一次裝料滿功率運行年限從4年延長到10年以上的物理設計優(yōu)化目標。
　　其次，在盡量不變動堆芯結構尺寸前提下，優(yōu)先改動其他參數進行物理設計優(yōu)化。并以減少堆芯中子損失和增加堆芯剩余反應性為優(yōu)化兩大方向。通過改變

3、堆芯中結構材料的類型、改變燃料成分、調整不同燃料分區(qū)中Pu和U的相對比例、提高控制棒材料中10B的富集度等改動，使堆芯優(yōu)化方案滿足燃耗優(yōu)化設計目標。
　　最后，本文在確定了優(yōu)化方案后，重新對堆芯精細建模，并對各項物理參數進行計算。相比于原堆芯設計，優(yōu)化堆芯的中子通量分布和功率分布變得更加平坦，壽期初其徑向功率峰因子從1.40降到1.37。與此同時，還計算了堆芯在各個時期的各反應性系數值，確定其皆為負值;且控制棒分組滿足卡棒準則，單