钍基柱状高温气冷堆多尺度空间分离效应研究

发布时间：2024-03-16 01:12

　　由于天然钍中不含有任何易裂变核素,因此必须向其中加入额外的易裂变核素以提供裂变中子使²³²Th转换为²³³U。向钍基燃料中加入易裂核素将涉及两个基本问题,一个是钍含量问题,即应向燃料中加入多少易裂变核素和钍;另一个是空间分离效应,即加入的易裂变核素和钍在空间上应如何混合。按照空间分离尺度递增的顺序,在柱状高温气冷堆中有4个空间分离尺度:无分离级、TRISO级分离、燃料棒级分离和组件级分离。围绕钍含量和空间分离效应,本文计算了各个空间分离尺度和各个钍含量下堆芯平衡循环的性能,揭示了多尺度空间分离效应的机理,最后通过燃料成本确定了最佳分离尺度和最佳钍含量。为了获取堆芯平衡循环性能,基于反应堆物理计算两步法使用DRAGON V4程序搭建了一个能模拟柱状高温气冷堆换料的计算平台。由于换料方式和空间分离尺度均能显著地影响堆芯平衡循环性能,为了单独研究多尺度空间分离效应,首先对一批换料方案下的多尺度空间分离效应进行了分析。分析结果表明多尺度空间分离效应产生的根源是²³²Th和²³⁸U核物理特性不同,而空间自屏效...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1钍基和铀基燃料的转换过程

1（b）钍基燃料图1.1钍基和铀基燃料的转换过程

图1.2球床与柱状高温气冷堆燃料元件示意图

图1.2球床与柱状高温气冷堆燃料元件示意图[20]球床堆具有在线换料的经济优势，但是从研究钍基燃料利用所涉及的空间

图2.1柱状高温气冷堆堆芯几何结构

第二循环开始一直延续到平衡循环序列第一个循环为止的多循环理想情况下应是一个无限的循环序列，在这个循环序列中，每个环长度、新料富集度、一批换料量、平均卸料燃耗等）都保持相平衡状态。一般认为平衡循环是性能指标最佳的循环方案，并为运行循环。为此，本章搭建了一个模拟柱状高温气冷堆堆芯换料....

图2.2柱状高温气冷堆燃料组件示意图

参数数值热功率（MW）600电功率（MW）240平均功率密度（W/cm3）6.8平均温度（K）973.6活性区高度（m）80重金属装量（t）16~17换料周期（y）2电厂容量因子（%）90满功率天数（d）657堆芯燃料组件几何结构如图2.2所示，它是对边距....

本文编号：3928890