以SEALER鉛基快堆為研究對(duì)象,從反射層材料對(duì)堆芯中子學(xué)物理特性影響的角度出發(fā),評(píng)估了各種不同反射層材料對(duì)堆芯壽期、堆芯能譜、堆芯功率分布的影響。結(jié)果表明,在不考慮增加反射層組件圈數(shù)、不改變反射層組件結(jié)構(gòu)的情況下,采用BeO作為反射材料,反射層區(qū)域的能譜最軟,外圈燃料組件功率提升程度最大,堆芯壽期較原設(shè)計(jì)得到有效延長,堆芯徑向功率分布更為平坦,中子經(jīng)濟(jì)性更好;針對(duì)反射層厚度對(duì)堆芯壽期的影響,開展了敏感性分析,發(fā)現(xiàn)Y3Al5O12反射層對(duì)厚度敏感性最高,增加Y3Al5O12組件的圈數(shù)可以使堆芯壽期大大延長;對(duì)于反射層組件的結(jié)構(gòu),在保證反射體總體積不變的前提下,不同組件結(jié)構(gòu)對(duì)堆芯壽期和徑向功率分布的影響較小。綜合考慮各因素,推薦采用BeO作反射材料、獨(dú)立式反射棒的方案作為優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。 

【文章來源】：核動(dòng)力工程. 2020,41(S2)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

SEALER堆芯布置示意圖

本節(jié)首先開展了反射層材料對(duì)堆芯壽期的影響分析，將堆芯的原反射層組件用其他材料組成的組件替換，進(jìn)行燃耗計(jì)算后結(jié)果如圖2所示。結(jié)果表明，采用Be O作為反射層，堆芯初始反應(yīng)性最大，堆芯壽期最長，約為13230 EFPD(EFPD為有效滿功率天）；采用Si C作為反射層，堆芯初始反應(yīng)性最小，堆芯壽期最短，約為11520 EFPD；單層反射層組件條件下，對(duì)壽期的影響大小依次為Be O>Ti C>Zr O2>Y3Al5O12>Si C。針對(duì)反射層厚度對(duì)堆芯壽期的影響，開展敏感性分析。對(duì)于SEALER，反射區(qū)由1圈反射層組件組成，反射區(qū)外為屏蔽區(qū)，為了分析厚度對(duì)堆芯壽期的影響，將原屏蔽層組件替換成反射層組件，進(jìn)行計(jì)算后結(jié)果如圖3所示。結(jié)果表明，采用Y3Al5O12的堆芯初始反應(yīng)性最大，堆芯壽期最長，約為16740 EFPD，其反射層厚度對(duì)壽期影響的敏感度最高，2圈反射層即可以讓堆芯的壽期大大延長；采用Ti C的堆芯初始反應(yīng)性最小，堆芯壽期最短，約為15030 EFPD，其反射層厚度即使加倍，壽期增加也較為有限。由此可以看出，對(duì)于不同材料的反射層，合理的厚度是使反射層價(jià)值得到最大化利用的關(guān)鍵因素之一。

堆芯中子能譜分為2個(gè)區(qū)域：堆芯活性區(qū)和反射層區(qū)。本節(jié)分析了不同反射層材料對(duì)2個(gè)區(qū)域能譜的影響。壽期初堆芯活性區(qū)和反射層區(qū)的能譜分別如圖4和圖5所示。能群分界如表3所示，對(duì)于堆芯活性區(qū)，在采用不同反射層材料的情況下，各活性區(qū)的能譜都較硬，各能群的中子占比差別極小，中子能譜基本保持一致。對(duì)于反射層區(qū)，能譜與反射層材料密切相關(guān)，Be O反射層區(qū)在低能區(qū)具有最高的中子占比，能譜最軟，Ti C反射層區(qū)的能譜硬度高于Be O而低于其他材料。對(duì)于Be O和Ti C，單位體積內(nèi)氧核素和碳核素的含量高于其他材料，從而使得更多的快中子得到慢化，區(qū)域能譜更軟。1.5 反射層材料對(duì)堆芯徑向功率分布的影響分析


本文編號(hào)：3440911