【摘要】：熔鹽堆是六種第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)的反應(yīng)堆堆型之一。2011年，中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性國(guó)家先導(dǎo)科技專項(xiàng)“未來(lái)先進(jìn)裂變核能——釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)”正式立項(xiàng)。設(shè)計(jì)和建設(shè)固態(tài)燃料熔鹽冷卻實(shí)驗(yàn)堆是該專項(xiàng)任務(wù)的一部分。由于它采用高溫熔鹽作為一回路冷卻劑，因此，熔鹽可能會(huì)附著在乏燃料元件表面，有必要分析乏燃料貯存過(guò)程中熔鹽附著對(duì)臨界安全的影響。本研究以10MWt固態(tài)燃料熔鹽冷卻實(shí)驗(yàn)堆(TMSR-SF1)乏燃料貯存系統(tǒng)為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)比分析基于燃耗信任制的臨界計(jì)算和傳統(tǒng)臨界計(jì)算的優(yōu)缺點(diǎn)，確定采用基于燃耗信任制的臨界計(jì)算對(duì)貯存系統(tǒng)在正常工況和事故工況下進(jìn)行臨界安全分析，重點(diǎn)考慮了熔鹽附著乏燃料元件對(duì)貯存系統(tǒng)反應(yīng)性的影響。分析結(jié)果表明無(wú)論有無(wú)熔鹽附著TMSR-SF1的乏燃料貯存系統(tǒng)始終處于次臨界。論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容為： 第一章：概述了熔鹽堆發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀；乏燃料貯存臨界安全分析歷史和現(xiàn)狀；結(jié)合研究背景提出本課題研究的目的和意義。 第二章：系統(tǒng)地介紹臨界安全、影響臨界安全的若干因素和臨界安全的計(jì)算方法。重點(diǎn)討論了確定論方法和隨機(jī)方法，，以及相關(guān)方法的計(jì)算軟件。 第三章：詳細(xì)介紹TMSR-SF1乏燃料貯存系統(tǒng)。TMSR-SF1所使用的包覆顆粒燃料元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及每個(gè)部分作用。乏燃料貯存罐的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)要求以及試驗(yàn)驗(yàn)證方法。 第四章：根據(jù)TMSR-SF1堆芯參數(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)堆堆芯建模進(jìn)行燃耗計(jì)算，結(jié)合燃耗信任制中的錒系和裂變產(chǎn)物水準(zhǔn)篩選反應(yīng)性價(jià)值核素，得出反應(yīng)性價(jià)值核素分析結(jié)果。 第五章：對(duì)乏燃料貯存系統(tǒng)建模，用MCNP5軟件對(duì)系統(tǒng)在正常工況和事故工況下進(jìn)行臨界安全分析。首先對(duì)正常工況下單個(gè)貯存罐的基于燃耗信任制的臨界計(jì)算結(jié)果和傳統(tǒng)的臨界計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明基于燃耗信任制的臨界分析結(jié)果低于傳統(tǒng)的。其次，考慮燃料元件附著熔鹽對(duì)系統(tǒng)反應(yīng)性的影響。假設(shè)熔鹽浸滲球形燃料元件和熔鹽包覆在球形燃料元件表面兩種典型情況，計(jì)算熔鹽附著對(duì)貯存系統(tǒng)反應(yīng)性的影響。結(jié)果表明熔鹽浸滲對(duì)乏燃料元件比熔鹽包覆在乏燃料元件表面對(duì)貯存系統(tǒng)反應(yīng)性影響更大。對(duì)于異常工況下，考慮貯存系統(tǒng)被水淹沒(méi)后，不同水密度以及同一密度下不同水層厚度對(duì)貯存系統(tǒng)的反應(yīng)性影響。臨界計(jì)算結(jié)果表明反應(yīng)性是隨著水密度有微小變化；隨著水層厚度的增大，貯存系統(tǒng)的反應(yīng)性增加，但是增大到一定程度后，趨于一個(gè)穩(wěn)定值。臨界安全分析結(jié)果表明，無(wú)論是系統(tǒng)處在正常工況還是異常工況，貯存系統(tǒng)反應(yīng)性都處于次臨界，是臨界安全的。 第六章：總結(jié)和展望，總結(jié)了本研究成果和不足之處，并對(duì)未來(lái)可以進(jìn)行改進(jìn)的方向做了展望。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海應(yīng)用物理研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TL426

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 楊孟嘉,任俊生,周志偉;第4代核能系統(tǒng)研發(fā)介紹[J];國(guó)際電力;2004年05期

2 江綿恒;徐洪杰;戴志敏;;未來(lái)先進(jìn)核裂變能——TMSR核能系統(tǒng)[J];中國(guó)科學(xué)院院刊;2012年03期

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本文編號(hào)：2623042