采用环形燃料的超临界水冷堆核热耦合分析

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1、第47卷增刊原子能科学技术Vo1．47，Supp1．2013年12月AtomicEnergyScienceandTechnologyDec．2O13采用环形燃料的超临界水冷堆核热耦合分析赵传奇，曹良志，吴宏春，郑友琦(西安交通大学核科学与技术学院，陕西西安710049)摘要：利用三维核热耦合计算程序，设计优化了环形燃料组件，并基于这种组件进行了超临界水冷堆(SCWR)堆芯设计。在环形燃料中，给水从燃料中心及外部流过，可同时对燃料内部及外部冷却。由于这个特性，在相对较高的功率密度情况下也能保证较低的燃料温度及包壳温度。另外，流过燃料中心的水作为慢化剂，可对每个燃料

2、栅元提供足够且均匀的慢化，这对于展平组件局部功率峰是十分有利的。使用DRAG0N进行组件优化及不同工况下的截面计算，计算得到的截面形成插值表供堆芯程序使用。堆芯程序采用CITATION及开发的燃耗模块CTBurn进行计算。开发了基于单通道模型的热工程序计算水密度分布，并反馈给中子学计算。计算结果表明，环形燃料用于SCWR可获得较好的中子学性能。关键词：环形燃料；超临界水冷堆；核热耦合中图分类号：TL429文献标志码：A文章编号：10006931(2013)s1—0568—05doi：10．7538／yzk．2013．47．S1．0568CoupledAnalys

3、isofSCWRWithAnnularFuelAssemblyZHAOChuan—qi，CAOLiang—zhi，WUHong—chun，ZHENGYou—qi(SchoolofNuclearScienceandTechnology，XianJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：Theannularfuelassemblywasdesignedandoptimizedusingthree—dimension—fllneutronic／thermal—hydraulicscouplingcode．Basedon

4、thisassembly，thecoredesignwasalsocarriedout．Intheannularfuelassembly，thefeedwaterflowsthroughthecenterholeandperipheryofthefue1．Thisbringsbothinternalandexternalcoolingforthefue1．Becauseofthischaracter，aIowfuelandcladdingtemperaturecanbereachedwithrelativehighpowerdensity．Thewaterint

5、hecenterholealsoprovidessufficientanduniformmoderationforeachpin，whichisbenefitforthelocalpowerdistribution．DRAGONwasusedforassemblycalculationtogetthemacroscopiccrosssections．Thesecrosssectionsweremadeintointerpolatedtableforcorecalculation．ThecorecalculationwasbasedonCITAT10Nandaux

6、iliarydepletioncodeCTBurn．Thethermalcalculationbasedonsinglechannelmodelwasusedtoobtainwaterdensitydistribution．Thedistributionwastakenasfeedbackforneutroniccalculation．TheresultsshowthatSCWRwiththeannularruelassemblyisapromisingconcept．Keywords：annularfuel；supercriticalwater-cooledr

7、eactor~neutronic／thermal—hydraulicscoupling收稿日期：2013—10—22；修回日期：2013-11-18作者简介：赵传奇(1988)，男，山东平邑人，博士研究生，核能科学与工程专业*通信作者：曹良志，E-mail：caolz@mail．tu．edu．c增刊赵传奇等：采用环形燃料的超临界水冷堆核热耦合分析569超临界水冷堆(supercriticalwater-cooled从内到外分别是慢化剂通道、内包壳、隔热层、内reactor，SCwR)因热效率高、系统简化、经济性气隙、燃料芯块、外气隙和外包壳。慢化剂流经好，引起世

8、界各国的广泛关注。目前，