FCM燃料应用于商业压水堆的中子物理分析

• 作者: 于颖锐 刘勇 刘晓黎 李向阳 李满仓 王丹 王星博 谢运利
• 来源期刊: 科技创新导报
• 学科: 工学
• 关键词: FCM燃料 压水堆 中子物理 TRISO颗粒 耐事故燃料
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 工业技术
• 页码范围: 103-115
• 页数: 13页
• 分类号: TL32
• 字数: 4454字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16660/j.cnki.1674-098X.2020.11.103

摘要

全陶瓷微胶囊封装燃料(Fully Ceramic Microencapsulated Fuel,FCM燃料)将TRISO燃料颗粒弥散于SiC基体中,具有良好的包容裂变产物能力,固有安全性好,是耐事故燃料的主要研究方向之一.相比于传统的UO2陶瓷芯块燃料,FCM燃料装料减少,影响堆芯功率和/或循环长度;基体采用SiC,慢化能力提高,能谱变软,FCM燃料直接应用于现有大型商业压水堆组件栅格,寿期初慢化剂温度系数可能为正,失去固有安全性.本文从燃料富集度和栅格慢化角度,分析FCM燃料直接应用于大型商业压水堆的可行性,分析两种FCM燃料TRISO颗粒核芯:高温气冷堆中应用成熟的UO2核芯和提高了核芯尺寸的UN核芯.研究表明:在防核扩散的限制下,技术相对成熟的UO2核芯FCM燃料仅能应用于小型堆芯的设计,且需重新设计燃料组件栅格;提高装量的UN核芯FCM燃料可直接装载现有商业压水堆,实现与其基本相当的堆芯功率和循环长度,但对燃料富集度和燃料设计及制造工艺提出较高要求.