5 MWt微型热管反应堆堆芯初步概念设计方案及热分析

提出了3种5 MWt微型热管反应堆堆芯概念设计方案,并采用CFD计算软件对3种堆芯概念设计方案进行了热分析计算,研究了方案1中的包壳厚度、氦气气隙厚度和外包壳倒角半径对燃料元件温度分布的影响,计算给出了方案2和3在正常运行、1根热管失效、3根热管失效和7根热管失效情况下的温度及应力分布。结果表明:包壳厚度和氦气气隙对燃料元件温度有明显影响,而外包壳倒角半径对燃料元件温度影响可忽略;7根热管失效情况下,方案2燃料峰值温度及峰值应力比方案3略低,方案2优于方案3,即控制棒孔采用与燃料基底形状一致的孔型更为合适。