熔鹽快堆具有燃料增殖、核廢料嬗變和固有安全性等方面的突出優(yōu)點,是目前備受關注的第四代先進核能系統(tǒng)唯一使用液態(tài)燃料的核反應堆。熔鹽快堆通常選用液態(tài)氟鹽或氯鹽作為燃料載體鹽和冷卻劑,高增殖特性是其主要特征參數(shù)之一�；陔p流體熔鹽堆堆芯結構,采用基于反應堆安全分析和設計的綜合性模擬程序SCALE（Standardized Computer Analyses for Licensing Evaluation）對兩種氟鹽快堆和一種氯鹽快堆在同一重金屬溶解度下的U-Pu燃料增殖比進行模擬計算,對不同增殖層和反射層下的增殖比進行了模擬分析,并分析了氯鹽快堆在增殖層和反射層變化時,裂變區(qū)和增殖區(qū)中子能譜的變化情況。結果表明:在相同溫度、相同摩爾比下,氯鹽快堆比氟鹽快堆具有更高的U-Pu燃料增殖比;氯鹽快堆的增殖比隨著增殖層和反射層厚度的增加而增加,但是增殖比的增長速率有所減弱;氟鹽快堆的增殖層在厚度尺寸較小時,其變化對增殖比有較小影響,當厚度増至60 cm時,增殖層厚度尺寸的變化幾乎對增殖比沒有影響;氟鹽快堆的反射層尺寸的變化對增殖比沒有影響;增殖層和反射層厚度的改變不影響堆芯臨界狀態(tài)和裂變區(qū)中子能譜... 

【文章來源】：核技術. 2020,43(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

有效裂變中子數(shù)和中子能量關系

增殖堆增殖比與反應堆的幾何尺寸相關，即主要與燃料裂變區(qū)和增殖層尺寸相關，隨著反應堆幾何尺寸的增大而增大，但需要在幾何尺寸、反應堆功率與增殖比間尋求平衡。本文基于熔鹽嬗變堆（Molten Salt Actinide Recycler and Transmuter,MOSART）堆芯結構，選用優(yōu)化后的幾何結構尺寸進行反應堆的增殖性能模擬分析，堆芯幾何結構如圖2所示。堆芯從內(nèi)到外依次為裂變區(qū)、隔離層、增殖層、反射層、吸收層、外殼，采用雙流結構，裂變?nèi)埯}從底部進入、頂部流出；增殖熔鹽由外殼側(cè)面進出。用于反應堆功率控制的12根控制棒均勻分布于距反應堆中心軸100 cm的圓周上，反應堆具體組成材料及尺寸見表1。表1中裂變區(qū)和增殖層的熔鹽密度后續(xù)介紹，增殖層和反射層尺寸后續(xù)根據(jù)模擬結果選取優(yōu)化尺寸。

當熔鹽快堆的裂變區(qū)高度和直徑均為260 cm，隔離層、反射層、吸收層和外殼的厚度分別為1 cm、5 cm、30 cm和3 cm時，在臨界狀態(tài)下，改變增殖層的厚度，計算不同增殖層尺寸下的增殖比。圖3(a）為增殖層尺寸從10 cm逐漸增至120 cm時，所對應增殖比的變化。由圖3(a）可以看出，NaCl作為基鹽的熔鹽快堆，增殖比隨著增殖層的增加而增大，但是增幅逐漸減小，當增殖層厚度小于40 cm時，氯鹽快堆的增殖比小于氟鹽快堆；當增殖層厚度大于40 cm時，氯鹽快堆的增殖比大于氟鹽快堆；NaF和LiF分別作為基鹽的熔鹽快堆，當增殖層小于60 cm時，其增殖比隨著增殖層的增加略有增加，當增殖層大于60 cm時，氟鹽快堆的增殖比不受增殖層尺寸的影響。當增殖層小于40 cm時，NaCl熔鹽快堆增殖比最小，LiF熔鹽快堆的增殖比最大；當增殖層大于40 cm時，NaF熔鹽快堆增殖比最小，NaCl熔鹽快堆的增殖比最大。


本文編號：3101474