行波堆深燃耗的计算特点

行波堆属于新概念堆型,卸料燃耗深度可达400GWd/tHM,是现有快堆的3~4倍、压水堆的6~8倍,较高的卸料燃耗深度对堆芯物理分析工具计算正确性提出挑战。基于此,以KYLIN-1程序为基础,从能谱、裂变产物核素重要性、燃耗计算误差累积等方面探究行波堆深燃耗计算特点。对典型行波堆六角形组件分析结果表明:低富集度铀组件寿期初、末能谱差别较大,采用单一权重谱制备的多群截面库用于其燃耗计算时,无限增殖系数偏差较大;为保证行波堆深燃耗计算的正确性,燃耗链应包含重要的70种裂变产物核素;行波堆深燃耗计算时,由于燃耗步增多累积的误差较小,无限增殖系数偏差每燃耗步约为0.001%。

关于深燃耗堆芯的反应性测量

介绍了在实验性PWR堆上完成的深燃耗条件下测量反应性概况。用实验结论剖析了在国外核电站堆芯上应用噪声分析法对慢化剂温度系数作全燃耗期监测研究中出现的测量结果与常规方法相差2～5倍的现象。从测量公式和堆芯扰动模型图入手所作的分析结果说明,没有消除随燃耗不断增长的强自发裂变中子源干扰是产生差异的根本原因。事实说明:在多种噪声分析技术中,只有能够清除自发裂变中子源干扰的方法才能成功地应用于燃耗后堆芯的反应性测量。

深燃耗球床式气冷快堆研究

气冷快堆是未来发展的第四代先进核能系统候选堆型之一,它可以满足核能的可持续性、安全可靠性和经济性要求。从反应堆物理和热工水力学的角度出发,设计了热功率300 MW的球床式气冷快堆,选择了碳化物燃料作为气冷快堆的燃料。用耦合燃耗计算程序COUPLE2.0模拟得到了深燃耗气冷快堆的铀燃料循环的平衡态。平衡态研究结果表明基于深燃耗的300 MW球床式气冷快堆可以提高铀资源的利用率同时降低乏燃料中的次锕系核素的含量。当燃料球直径为6 cm,燃料区的直径为5.5 cm,燃料占燃料区的体积的70%,燃料形式为UC,其中235U的初始富集度为12%时,燃料球通过堆芯的时间可以达到12 600 d,重金属燃耗深度为164.38 GWd/t,总的铀资源的利用率可以达到为28.03%。

AP1000典型燃料组件物理特性初步分析

AP1000堆芯首循环装料采用5种富集度的组件,使用IFBA、WABA可燃毒物,且部分组件两端设有轴向再生区,堆芯布置复杂。本文采用SCALE程序系统中三维蒙特卡罗输运程序KENO及二维离散纵标程序NEWT,进行了典型燃料组件的栅格物理计算。研究了深燃耗下不同富集度栅元、燃料组件无限增殖因子(kinf)及主要可燃耗核素核子密度随燃耗的变化规律,得到了AP1000典型燃料组件深燃耗物理特性。