基于系统动力学的聚变驱动乏燃料焚烧堆燃料循环初步分析

发布时间：2024-04-14 10:12

　　核能的可持续发展面临铀资源利用最大化与乏燃料累积量最小化两大关键问题,这两个问题的解决有赖于闭式燃料循环的发展。中国科学院核能安全技术研究所·FDS团队于近期提出了基于现实可行的聚变与裂变技术的聚变驱动乏燃料焚烧堆FDS-SFB概念,该反应堆主要功能有核废物嬗变、能量生产、燃料增殖等。与其他堆型相比,FDS-SFB在焚烧乏燃料、安全方面具有独特的优势。 本文在充分的文献调研和分析现有的燃料循环分析的基础上,开展了针对压水堆与聚变驱动乏燃料焚烧堆FDS-SFB共生系统的燃料循环分析工作,并与目前的一次通过式燃料循环方式进行了分析。本文开展的主要研究具体包括： (1)基于系统动力学软件Vensim PLE建立了聚变驱动乏燃料焚烧堆与压水堆共生系统的燃料循环与一次通过式燃料循环的动态分析模型。每个模型均可用来计算燃料循环各个环节的质量流。 (2)分析比较了聚变驱动乏燃料焚烧堆燃料循环与一次通过式燃料循环的资源利用率、环境影响、核燃料循环基础设施需求,并对聚变驱动乏燃料焚烧堆燃料循环系统的天然铀需求量、乏燃料累积量进行了灵敏性分析。 (3)计算比较了一次通过式燃料循环与聚变驱动乏燃料焚烧堆燃料...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外核燃料循环分析研究现状
        1.2.1 静态模型研究现状
        1.2.2 动态模型研究现状
    1.3 本章小结
第二章 系统动力学与FDS-SFB简介
    2.1 系统动力学简介
        2.1.1 系统动力学建模过程
        2.1.2 系统动力学软件Vensim PLE简介
    2.2 聚变驱动乏燃料焚烧堆FDS-SFB简介
    2.3 本章小结
第三章 燃料循环的系统动力学模型建立
    3.1 一次通过式燃料循环系统模型
        3.1.1 核能需求模型
        3.1.2 反应堆历史模型
        3.1.3 核燃料循环模型
        3.1.4 经济性计算模型
    3.2 FDS-SFB燃料循环模型
        3.2.1 反应堆历史模型
        3.2.2 燃料循环模型
        3.2.3 经济性计算模型
        3.2.4 本章小结
第四章 燃料循环分析与比较
    4.1 未来核电发展规模预测
    4.2 计算结果
        4.2.1 核电装机容量
        4.2.2 天然铀需求量
        4.2.3 天然铀需求量
        4.2.4 分离功年需求量
        4.2.5 燃料制造年需求量
        4.2.6 乏燃料累积量
        4.2.7 超铀核素累积量
        4.2.8 后处理厂数目
    4.3 质量流灵敏性分析
        4.3.1 天然铀累积灵敏性分析
        4.3.2 乏燃料累积量灵敏性分析
    4.4 平准化发电成本
        4.4.1 单价
        4.4.2 平准化发电成本计算结果
        4.4.3 铀价格变化对发电成本的影响
        4.4.4 乏燃料、燃料制造价格变化对发电成本的影响
        4.4.5 经济性灵敏性分析
    4.5 本章小结
第五章 总结
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果



本文编号：3954522