小型模塊化熔鹽快堆燃料管理初步分析

孫國民　程懋松　戴志敏（中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所 嘉定園區(qū)　上海 20800）2（中國科學(xué)院大學(xué)　北京 00049）

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小型模塊化熔鹽快堆燃料管理初步分析

孫國民1，2程懋松1戴志敏1
1（中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所 嘉定園區(qū)上海 201800）2（中國科學(xué)院大學(xué)北京 100049）

由于燃料隨熔鹽流動的特性以及可以進行在線添料與處理的特點，液態(tài)燃料熔鹽堆的燃耗分析與燃料管理和傳統(tǒng)固態(tài)燃料反應(yīng)堆有很大不同，需要針對液態(tài)燃料熔鹽堆的特點重新開發(fā)燃耗分析與管理程序。本文針對液態(tài)燃料熔鹽堆的熔鹽流動特性以及在線添料與處理功能，基于MCNP5和ORIGEN2.1燃耗耦合程序，開發(fā)了適用于液態(tài)燃料熔鹽堆的燃料管理程序，并應(yīng)用于一種小型模塊化熔鹽快堆的燃料管理和分析，對比分析了5種不同運行方案以及分批在線添料情況下，運行30年期間keff的變化情況及重要核素的演化情況。計算結(jié)果表明，采用不斷調(diào)整添料率的連續(xù)在線添料運行方案和固定批量添料的運行方案，都可以讓小型模塊化熔鹽快堆維持運行在一個較小的 keff波動范圍之內(nèi)。開發(fā)的燃料管理程序適用于液態(tài)燃料熔鹽堆的研究，同時可以為液態(tài)燃料熔鹽堆的設(shè)計及燃耗管理和分析提供有價值的參考。

小型模塊化堆，熔鹽快堆，燃耗分析，燃料管理

液態(tài)燃料熔鹽堆［1］采用高溫液態(tài)氟化鹽或氯化鹽作為燃料和冷卻劑，運行壓力接近大氣壓，熔鹽熱物性好，具有固有安全性。熔鹽堆的堆芯出口溫度較高，可達到700°C以上，具有更高的熱效率，除了可用于發(fā)電、供熱之外，還可用于海水淡化、高溫制氫等。……