期刊论文

Research on Core Concept Design of Ultra-long Life Small Natural Circulation Lead-based Fast Reactor

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原子能科学技术

1000-6931

2020

54

7

1254-1265

10.7538/yzk.2019.youxian.0720

11905101:国家自然科学基金 HT-KFKT-10-2018001:核反应堆系统设计技术重点实验室项目 2019JJ40239:湖南省自然科学基金面上项目 18B270:湖南省教育厅优秀青年项目 19B494:湖南省教育厅优秀青年项目 2019KFZ08:南华大学核燃料循环技术与装备湖南省协同创新中心开放基金资助项目 2018XJXZ272:南华大学大学生创新与实验研究计划资助项目

本校为第一机构

以提高铅铋快堆的经济性与固有安全性为目标,开展100 MWt超长寿命小型自然循环铅铋快堆SPALLER-100概念设计,在选用PuN-ThN燃料和208 Pb-Bi冷却剂的基础上,提出了一种添加固体慢化剂BeO的燃料组件设计方案,开展了堆芯布置研究和控制棒系统设计,分析了堆芯物理特性与稳态自然循环特性.结果表明:在低燃料装载量和小堆芯体积条件下,SPALLER-100堆芯换料周期达32 a,平均卸料燃耗高达210.38 MW·d/kg(HM),整个寿期内的反应性系数均为负值.稳态运行工况下燃料包壳 、芯块最大温度均小于安全限值,反应堆具备一回路自然循环能力和一定流量自动分配能力.

Aiming at improving the economy and inherent safety of lead-based fast reactor, the SPALLER-100core concept design of 100 MWt ultra-long life small natural circulation lead-based fast reactor was proposed.Based on the selection of PuN-ThN fuel and ~(208)Pb-Bi coolant,a fuel assembly design scheme with the addition of solid moderator BeO was carried out.The core layout and control rod system design were presented, and the core neutronics characteristics and steady state natural circulation features were analyzed.The results show that under the c...