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超临界水冷堆MOX燃料组件控制棒特性研究

2018-01-08任琦颀周小为

核科学与工程 2017年6期

王 锋,徐 晗,张 晗,任琦颀,周小为

(1.重庆大学动力工程学院,重庆 400030;2.重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆 400030)

超临界水冷堆MOX燃料组件控制棒特性研究

王 锋1,2,徐 晗1,张 晗1,任琦颀1,周小为1

(1.重庆大学动力工程学院,重庆 400030;2.重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆 400030)

超临界水冷堆(SCWR)因具有较高的热效率和较强的经济竞争性等优势引起许多国家和地区的广泛关注。MOX燃料即普通燃料UO2与PuO2的混合陶瓷燃料替换UO2会给SCWR堆芯安全带来一定的不确定性。因而MOX燃料组件的反应性控制与普通燃料有较大差异。论文采用MCNP5软件对SCWR采用传统核燃料与MOX燃料组件的控制棒控制性能进行了分析和对比,结果表明:MOX燃料组件中子能谱硬化,控制棒中硼(B)的丰度越大,控制棒直径越大,其控制效果越理想。控制棒对径向功率峰抑制效果明显,而对轴向功率分布影响较小。计算结果对压水堆新型MOX燃料组件控制棒设计有一定参考意义。

超临界水冷堆;MOX燃料;控制材料;燃料组件;物理分析

超临界水冷堆(SCWR)因具有较高的热效率以及经济竞争性等优势引起许多国家和地区的广泛兴趣[1]。目前针对SCWR装载普通UO2燃料的研究十分广泛,而对MOX燃料,即普通燃料UO2与PuO2的混合陶瓷燃料的研究有待深入[2-5]。SCWR采用MOX燃料,不仅可和平利用钚燃料,降低钚扩散风险,也为军用钚的销毁提供了途径,加速核裁军[6]。MOX燃料的制造和应用有近40年的经验,从20世纪80年代开始国际上对MOX燃料在压水堆上的应用进行了分析并获得较多运行经验[7]。……

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