钍基氟盐冷却高温堆TRISO包覆燃料颗粒结构优化分析

• 作者: 伍建辉 余呈刚 崔德阳 房勇汉 李晓晓 胡继峰 蔡翔舟 陈金根
• 来源期刊: 核技术
• 学科: 工学
• 关键词: 钍基氟盐冷却高温堆 燃料球 包覆燃料颗粒 燃耗 破损率
• 年，卷（期）: 2019,（8）
• 所属期刊栏目: 核能科学与工程
• 页码范围: 79-88
• 页数: 10页
• 分类号: TL99
• 字数: 6028字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.080604

摘要

钍基氟盐冷却高温堆(Thorium-based Pebble Bed Fluoride Salt-cooled High-temperature Reactor,PB-TFHR)作为第四代核反应堆的堆型之一,其燃料元件由TRISO(TRi-structural ISOtropic)包覆燃料颗粒组成,具有较好的中子性能和安全性.本工作采用SCALE 6.1程序开展PB-TFHR的临界和燃耗性能计算,结合PANAMA模型研究包覆燃料颗粒的破损率,分析了PB-TFHR中TRISO包覆燃料颗粒的kernel半径、包覆层的厚度和密度对堆芯中子学性能、裂变气体氪、氙和碘产量及包覆燃料颗粒破损率的影响,给出优化的包覆燃料颗粒结构,为其物理设计提供参考.研究发现:当保持包覆层的厚度和密度不变时,较大的kernel半径(≥0.01 cm)可使堆芯处于欠慢化区,且堆芯温度反应性系数均为负值;在相同的燃耗下,kernel半径越小,堆芯中裂变气体的生成量越少,且包覆颗粒的破损率越小;当保持包覆层密度不变,只改变包覆层的厚度时,疏松热解炭层和内致密热解炭层的厚度对keff有较大影响;而当保持包覆层厚度不变只改变包覆层的密度对keff影响较小.