氣冷快堆

概述

氣冷快堆是未來發展的第四代先進核能系統候選堆型之一,它可以滿足核能的可持續性、安全可靠性和經濟性要求。從反應堆物理和熱工水力學的角度出發,設計了熱功率300 MW的球床式氣冷快堆,選擇了碳化物燃料作為氣冷快堆的燃料。用耦合燃耗計算程式COUPLE2.0模擬得到了深燃耗氣冷快堆的鈾燃料循環的平衡態。

作用

平衡態研究結果表明基於深燃耗的300 MW球床式氣冷快堆可以提高鈾資源的利用率同時降低乏燃料中的次錒系核素的含量。當燃料球直徑為6 cm，燃料區的直徑為5.5 cm，燃料占燃料區的體積的70%，燃料形式為UC，其中235U的初始富集度為12%時，燃料球通過堆芯的時間可以達到12 600 d，重金屬燃耗深度為164.38 gwd/t，總的鈾資源的利用率可以達到為28.03%。

套用

氣冷快堆一般採用惰性氣體氦氣作為冷卻劑，氦氣的化學穩定性好，不會發生相變，可以用在很高的溫度、中子吸收能力很低的情況下。像熱中子譜氦冷堆一樣，氦冷卻劑的高溫，使它能發電、生產氫或高效率的工藝熱。氣冷快堆可以用直接布雷頓循環氦氣輪機發電，可以獲得為高的熱效率(>45%)，也可以利用其工藝熱進行氫的熱化學生產[1-4]。氣冷快堆可以採用閉式燃料循環，產生的放射性廢物少和有效地利用核資源是氣冷快堆的兩大特點。

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