基于MOX燃料的HPR1000混合堆芯装料方案研究及控制手段分析

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MOX 燃料是一种在国际上的到广泛使用的核燃料，该燃料是由钚同位素与贫铀加工而成，这可以极大的提高压水堆核燃料的利用率以及有效的回收武器级的钚。使用MOX燃料可以提高压水堆核燃料的利用率，减少乏燃料的储量，完善我国的燃料循环产业链，提高经济效益，这些对我国的核电产业发展是有重要意义的。故本文以国产第三代压水堆HPR1000为研究对象，提出了一套基于MOX燃料的堆芯布置方案，并进行了控制手段分析。本文工作包括以下部分：　　（1）使用MCNP5、ORIGEN2.1、MATLAB等软件建立HPR1000型反应堆的可靠堆芯模型。　　（2）以该堆芯模型为基础研究并设计MOX燃料组件以及适合MOX燃料组件的混合堆芯装料方案。　　（3）通过混合堆芯建模研究慢化剂中硼酸的硼富集度改变时慢化剂温度系数的变化以及对混合堆芯反应性的影响，找出适合混合堆芯的硼富集度。　　（4）通过对比分析 MOX 燃料与 UO2燃料的特性，寻找适合混合堆芯的可燃毒物，并设计合适的可燃毒物布置方式。　　（5）寻找适合本文所设计的混合堆芯的控制棒毒物，并分析控制棒的毒物对混合堆芯反应性的控制情况。　　结果表明：首先，设计得到的混合堆芯的装料方案能较好的降低组件间功率梯度，展平堆芯的功率分布；其次，硼富集度为40%的慢化剂可以在保证堆芯安全的前提下更好的控制堆芯反应性；再次，材料为 Er2O3的可燃毒物通过本文所设计的IBAs组件能很好的展平燃料组件内的功率分布，且通过合理的布置IBAs组件可以在控制堆芯反应性的同时达到展平堆芯中子通量分布和功率分布的目的；最后，以Dy2O3-TiO2与 HfB2为材料的控制棒能够有效的控制堆芯的反应性。该调整方案能够较好的调整混合堆芯的功率分布与反应性控制，结合堆芯空间搜索能够实现堆芯的最优化布置，并可以为将来我国压水堆引入MOX燃料时的堆芯调整提供一定的参考。

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作者
汪宁远;
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作者单位

东华理工大学;

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授予单位东华理工大学;
学科核科学与技术
授予学位硕士
导师姓名刘义保;
年度 2018
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类
关键词
压水堆,MOX燃料,混合堆芯,装料方案;

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