铪替代银-铟-镉合金控制棒价值分析
发布时间：2021-09-17 07:30
随着我国锆铪分离技术的突破,核级海绵铪已经实现了工业规模的生产,为国内核电厂使用铪作为控制棒材料奠定了物质基础。本文从控制棒价值及控制棒材料燃耗特性角度,分析天然铪（Hf）、硼化铪（HfB2）、氢化铪（HfHX）、氧化铪（HfO2）4种材料替代银-铟-镉合金（AIC）控制棒的可行性,分析结果表明:从增加控制棒价值的角度,替代AIC的优先顺序为HfB2>HfH3>Hf;从工程应用角度,应用于国内主流核电厂时,替代AIC的首选铪材料为Hf。
【文章来源】：核动力工程. 2020,41(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
含控制棒的标准AFA3G组件建模示意图（1/4组件）
式中，X为氢含量；y为控制棒价值相对AIC的百分比增量。根据拟合关系式，Hf HX中X取2时，Hf HX控制棒价值增量略大于Hf，即在X≥2时，Hf HX材料的控制棒价值增量相对Hf才具有优势，但是Hf HX存在释氢风险，因此除了对控制棒价值有较大需求外，在替代AIC控制棒材料时，不考虑Hf HX控制棒材料。
从图3可以看出：计算的燃耗深度范围内控制棒价值Hf B2>Hf H3>Hf>AIC>HfO2；几种材料随燃耗加深控制棒价值均呈下降趋势，表明这几种控制棒材料均存在一定的燃耗消耗；从图4可以看出：(1)计算的燃耗深度范围内控制棒价值下降速率Hf B2<HfH3<AIC≈HfO2<Hf，即Hf B2材料控制棒价值下降速率最快，Hf材料控制棒价值下降速率最慢；(2)控制棒下降速率随着燃料富集度增加而有所减缓：燃料富集度3.10%时，Hf B2控制棒价值下降至50%～60%之间，Hf下降至70%；高富集度4.95%时，Hf B2控制棒价值下降至80%,Hf下降至90%，主要原因是随着富集度增加，能谱变硬，控制棒材料热群反应率减小，消耗减缓；(3)由于Hf相对其他几种材料控制棒价值下降速率最慢，因此Hf具有更好的“不可燃性”。3 结论及建议
【参考文献】：
期刊论文
[1]堆芯中子学程序系统SARCS-4.0的开发及初步验证[J]. 柴晓明,马永强,王育威,芦韡,姚栋. 核动力工程. 2013(S1)
本文编号：3398249
【文章来源】：核动力工程. 2020,41(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
含控制棒的标准AFA3G组件建模示意图（1/4组件）
式中，X为氢含量；y为控制棒价值相对AIC的百分比增量。根据拟合关系式，Hf HX中X取2时，Hf HX控制棒价值增量略大于Hf，即在X≥2时，Hf HX材料的控制棒价值增量相对Hf才具有优势，但是Hf HX存在释氢风险，因此除了对控制棒价值有较大需求外，在替代AIC控制棒材料时，不考虑Hf HX控制棒材料。
从图3可以看出：计算的燃耗深度范围内控制棒价值Hf B2>Hf H3>Hf>AIC>HfO2；几种材料随燃耗加深控制棒价值均呈下降趋势，表明这几种控制棒材料均存在一定的燃耗消耗；从图4可以看出：(1)计算的燃耗深度范围内控制棒价值下降速率Hf B2<HfH3<AIC≈HfO2<Hf，即Hf B2材料控制棒价值下降速率最快，Hf材料控制棒价值下降速率最慢；(2)控制棒下降速率随着燃料富集度增加而有所减缓：燃料富集度3.10%时，Hf B2控制棒价值下降至50%～60%之间，Hf下降至70%；高富集度4.95%时，Hf B2控制棒价值下降至80%,Hf下降至90%，主要原因是随着富集度增加，能谱变硬，控制棒材料热群反应率减小，消耗减缓；(3)由于Hf相对其他几种材料控制棒价值下降速率最慢，因此Hf具有更好的“不可燃性”。3 结论及建议
【参考文献】：
期刊论文
[1]堆芯中子学程序系统SARCS-4.0的开发及初步验证[J]. 柴晓明,马永强,王育威,芦韡,姚栋. 核动力工程. 2013(S1)
本文编号：3398249
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