發(fā)布時(shí)間：2024-04-22 03:45

　　作為第四代先進(jìn)核反應(yīng)堆六種候選堆型之一,釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)在安全性、經(jīng)濟(jì)性、燃料利用率和防核擴(kuò)散等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。發(fā)展和部署釷基熔鹽堆,實(shí)現(xiàn)釷資源的高效規(guī)模利用,首先要解決的關(guān)鍵問題是釷鈾循環(huán)點(diǎn)火燃料²³³U來源缺少的問題。本文基于目前可獲取的點(diǎn)火燃料(富集鈾和來自輕水堆乏燃料中的钚),給出了在熔鹽堆中實(shí)現(xiàn)從鈾钚燃料循環(huán)到釷鈾燃料循環(huán)的過渡方案,討論了啟動(dòng)燃料配置、在線加料模式、后處理?xiàng)l件等關(guān)鍵參數(shù)對(duì)熔鹽堆燃料過渡行為的影響,提出了解決²³³U來源問題的可行性方案。本文基于SCALE/TRITON計(jì)算程序發(fā)展了雙區(qū)熔鹽堆燃耗計(jì)算方法。SCALE/TRITON是橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的用于臨界計(jì)算、截面加工和燃耗計(jì)算的集成模塊,目前僅支持分群數(shù)據(jù)庫(kù)的燃耗計(jì)算。在處理雙區(qū)堆芯結(jié)構(gòu)的熔鹽堆燃耗問題時(shí),需要對(duì)兩區(qū)中的燃料鹽采用不同編號(hào),進(jìn)而導(dǎo)致在截面加工程序中產(chǎn)生兩套燃耗截面,并分別進(jìn)行獨(dú)立燃耗計(jì)算,這與熔鹽堆均勻混合的特征明顯不符。本文通過耦合外部處理模塊,針對(duì)上面問題發(fā)展了均勻混合、等效體積和平均截面三種處理方法,拓展了SCALE/TRITON的...

【文章頁(yè)數(shù)】：114 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 可持續(xù)能源供應(yīng)與核電發(fā)展
    1.2 釷鈾燃料循環(huán)介紹
        1.2.1 釷鈾燃料循環(huán)特點(diǎn)
        1.2.2 釷資源在反應(yīng)堆中的利用
        1.2.3 釷鈾循環(huán)存在的問題與挑戰(zhàn)
    1.3 熔鹽堆介紹
        1.3.1 熔鹽堆技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
        1.3.2 熔鹽堆發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀
        1.3.3 熔鹽堆中釷鈾轉(zhuǎn)換性能
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容與研究目標(biāo)
第二章 熔鹽堆在線處理與加料的計(jì)算方法
    2.1 SCALE6.1 程序介紹
        2.1.1 三維臨界計(jì)算模塊KENO-VI
        2.1.2 單群截面加工模塊COUPLE
        2.1.3 燃耗計(jì)算模塊ORIGEN-S
    2.2 熔鹽堆在線處理程序(MSR-RS)介紹
        2.2.1 SCALE/TRITON在熔鹽堆中的開發(fā)
        2.2.2 MSR-RS計(jì)算流程
        2.2.3 MSR-RS結(jié)果驗(yàn)證
    2.3 本章總結(jié)
第三章 MSR-RS程序在單流雙區(qū)熔鹽堆燃耗計(jì)算中的發(fā)展
    3.1 雙區(qū)堆芯設(shè)計(jì)的熔鹽堆燃耗計(jì)算中的問題
    3.2 基于SCALE/TRITON處理雙區(qū)堆芯燃耗計(jì)算的方法
        3.2.1 雙區(qū)堆芯模型介紹
        3.2.2 等效體積法 (EQUIVALENT VOLUME METHOD)
        3.2.3 均勻混合法 (HOMOGENEOUS MIXING METHOD)
        3.2.4 平均截面法 (AVERAGE CROSS-SECTION METHOD)
    3.3 雙區(qū)堆芯燃耗計(jì)算方法的驗(yàn)證
        3.3.1 T=0時(shí)刻計(jì)算結(jié)果對(duì)比
        3.3.2 燃耗計(jì)算結(jié)果對(duì)比
    3.4 本章總結(jié)
第四章 利用富集鈾啟堆開展釷鈾循環(huán)過渡運(yùn)行研究
    4.1 過渡方案說明
    4.2 基于富集鈾燃料的邊增殖邊燃燒(B&B)過渡方案
        4.2.1 重金屬²³⁵U、²³⁸U及²³²TH質(zhì)量流
        4.2.2 鈾同位素質(zhì)量演化
        4.2.3 易裂變核素裂變率份額變化
        4.2.4 ²³³U凈積累與轉(zhuǎn)換比變化
        4.2.5 中子能譜變化
        4.2.6 溫度反饋系數(shù)變化
        4.2.7 本節(jié)總結(jié)
    4.3 基于富集鈾燃料的預(yù)增殖(PB&B)過渡方案
        4.3.1 不同處理?xiàng)l件下²³³U凈積累與鈾同位素質(zhì)量變化
        4.3.2 重金屬摩爾份額變化
        4.3.3 本節(jié)總結(jié)
    4.4 B&B方案與PB&B方案對(duì)比
    4.5 本章總結(jié)
第五章 利用钚啟堆開展釷鈾循環(huán)過渡運(yùn)行研究
    5.1 富集鈾和钚燃料對(duì)比
    5.2 燃料鹽與堆芯幾何選擇
        5.2.1 燃料鹽選擇
        5.2.2 堆芯幾何選擇
    5.3 基于钚燃料的邊增殖邊燃燒(B&B)方案分析
        5.3.1 钚和鈾同位素質(zhì)量變化
        5.3.2 易裂變核素裂變率份額變化
        5.3.3 ²³³U凈積累與轉(zhuǎn)換比變化
        5.3.4 重金屬加料率變化
        5.3.5 中子能譜變化
        5.3.6 溫度反饋系數(shù)變化
        5.3.7 本節(jié)總結(jié)
    5.4 基于钚燃料的預(yù)增殖(PB&B)過渡方案
        5.4.1 不同處理?xiàng)l件下²³³U凈積累與鈾同位素質(zhì)量變化
        5.4.2 重金屬與PU摩爾含量的變化
    5.5 B&B方案與PB&B方案對(duì)比
    5.6 本章總結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A：論文發(fā)表情況、其他科研經(jīng)歷及成果
致謝



本文編號(hào)：3961882