小型氦氙冷却移动式反应堆堆芯设计优化分析

摘要：

小型移动式核反应堆电源能为偏远地区、事故应急等场景提供所需的电能和热能,而堆芯的轻量化和小型化是小型移动式核反应堆电源的设计重点.由此,基于前期概念设计,本研究提出了一个高可靠、长寿命的小型氦氙冷却固体核反应堆堆芯设计及其反应性控制方案.首先,在综合考虑反应堆寿命以及热工安全设计等限制条件的基础上,使用蒙特卡罗程序OpenMC进行了堆芯几何优化分析,得到了堆芯质量最小化的设计方案.其次,分析了含可燃毒物的布置优化方案,通过在堆芯靠近反射层附近的燃料棒中添加 2%质量分数的可燃毒物Gd2O3,寿期初径向功率峰因子从 2.22 降低至 1.43.最后,基于分层分块滑移反射层的反应性与功率控制方法,提出了反应性线性控制方案,该方案还可以保证事故情况下的反应堆安全.相关结果可为小型移动式核反应堆电源的堆芯设计及反应性控制提供参考.

关键词：氦氙冷却反应堆、堆芯设计优化、滑移反射层、功率展平、反应性控制

所属期刊栏目：35

分类号：TL32(核反应堆工程)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;上海市工业强基计划项目;上海市启明星计划;中核集团领创科研项目

在线出版日期：2023-11-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：132-140