【摘要】：SNCLFR-100是基于現(xiàn)實(shí)可行技術(shù)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(yīng)堆而言,其經(jīng)濟(jì)性與堆芯的一次裝料運(yùn)行年限有很大關(guān)系。一般而言,延長堆芯的一次裝料運(yùn)行年限可以相應(yīng)的提高反應(yīng)堆的經(jīng)濟(jì)性。在本文中,首先圍繞堆芯設(shè)計(jì)的要求,給出了在物理設(shè)計(jì)中需要遵守的一系列設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和約束限制,并對SNCLFR-100堆芯設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了相關(guān)物理參數(shù)的計(jì)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(shù),和反應(yīng)性系數(shù)等瞬態(tài)參數(shù),以及和安全控制相關(guān)的瞬發(fā)中子壽命和緩發(fā)中子份額等動(dòng)力學(xué)參數(shù),驗(yàn)證了此方案符合設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和約束限制。與此同時(shí)還計(jì)算得到了此設(shè)計(jì)方案下堆芯的一次裝料運(yùn)行滿功率年限為4年的結(jié)果。基于此計(jì)算結(jié)果,提出了將SNCLFR-100的一次裝料滿功率運(yùn)行年限從4年延長到10年以上的物理設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)。其次,在盡量不變動(dòng)堆芯結(jié)構(gòu)尺寸前提下,優(yōu)先改動(dòng)其他參數(shù)進(jìn)行物理設(shè)計(jì)優(yōu)化。并以減少堆芯中子損失和增加堆芯剩余反應(yīng)性為優(yōu)化兩大方向。通過改變堆芯中結(jié)構(gòu)材料的類型、改變?nèi)剂铣煞�、調(diào)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(dòng),使堆芯優(yōu)化方案滿足燃耗優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)。最后,本文在確定了優(yōu)化方案后,重新對堆芯精細(xì)建模,并對各項(xiàng)物理參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。相比于原堆芯設(shè)計(jì),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(shí),還計(jì)算了堆芯在各個(gè)時(shí)期的各反應(yīng)性系數(shù)值,確定其皆為負(fù)值;且控制棒分組滿足卡棒準(zhǔn)則,單根控制棒的反應(yīng)性價(jià)值皆在限制以內(nèi)。綜合而言,此優(yōu)化方案符合物理設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和安全準(zhǔn)則的要求,方案可行,且一次裝料滿功率運(yùn)行年限在10年以上。本文開展的SNCLFR-100堆芯物理設(shè)計(jì)優(yōu)化工作可以為后續(xù)的進(jìn)一步優(yōu)化分析以及類似情況下的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)優(yōu)化提供參考。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TL433

【參考文獻(xiàn)】

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2 權(quán)艷慧;周琦;尹生貴;梁淑紅;;ADS鉛冷卻劑臨界裝置堆芯物理設(shè)計(jì)[J];原子能科學(xué)技術(shù);2014年S1期

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8 李澤華;唐忠j;趙金坤;周科源;胡峗;剛直;;示范快堆電站堆芯物理初步計(jì)算分析[J];中國原子能科學(xué)研究院年報(bào);2007年00期

9 邱睿;李君利;曾志;武禎;;EGS程序光子輸運(yùn)模型研究進(jìn)展[J];核電子學(xué)與探測技術(shù);2007年04期

10 羅璋琳;核廢料核素價(jià)值研究(續(xù)前)[J];原子能科學(xué)技術(shù);2004年04期

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4 李石磊;鉛冷反應(yīng)堆系統(tǒng)安全分析程序的開發(fā)[D];中國原子能科學(xué)研究院;2007年

5 賀克羽;基于MCNP的微型鈉冷快堆堆芯物理設(shè)計(jì)計(jì)算[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2801958