美国能源部推进小型模块堆的研发工作

【本刊2012年2月综合报道】能源部计划采用与私营企业共同承担费用的方式为最多2种小型模块堆设计提供资助,相关资金将用于帮助开展首批小型模块堆的工程、设计、设计认证和许可证审批工作。为了开展     

美国小型模块堆项目的最新进展

【世界核新闻网站2012年8月2日报道】美国能源部于2012年3月宣布,将在未来5年内为最多2种小型模块堆设计的开发和许可证申请工作提供总计约4.5亿美元的资助。这些资金将以与私营企业签署费用公摊协议的方式提供。能源部总计将为小型模块堆的研发和许可证申请提供总计约9亿美元,其目标是在2022年之前在商业厂址上运行小型模块堆。     

ACP100模块化小型堆研发进展

为了应对雾霾天气、淡水缺乏、城市区域制冷和供热快速增加的严峻挑战,中国正在推行能源结构改革。作为继巴黎气候变化大会后的重要举措,考虑增加核能应用来明显改善中国的能源结构,有效提升空气质量。模块化小型堆是近些年国际上竞相研发的新一代反应堆,可成为安全稳定的分布式清洁能源。ACP100是中核集团从2004年起研发的一种模块化小型堆。本文介绍了ACP100设计原则、设计参数、技术特点、纵深防御安全设计,安全性和许可策略,试验和验证,应用目标,初步经济评价以及ACP100在中国的示范工程情况。     

小型模块化熔盐快堆燃料管理初步分析

由于燃料随熔盐流动的特性以及可以进行在线添料与处理的特点,液态燃料熔盐堆的燃耗分析与燃料管理和传统固态燃料反应堆有很大不同,需要针对液态燃料熔盐堆的特点重新开发燃耗分析与管理程序。本文针对液态燃料熔盐堆的熔盐流动特性以及在线添料与处理功能,基于MCNP5和ORIGEN2.1燃耗耦合程序,开发了适用于液态燃料熔盐堆的燃料管理程序,并应用于一种小型模块化熔盐快堆的燃料管理和分析,对比分析了5种不同运行方案以及分批在线添料情况下,运行30年期间keff的变化情况及重要核素的演化情况。计算结果表明,采用不断调整添料率的连续在线添料运行方案和固定批量添料的运行方案,都可以让小型模块化熔盐快堆维持运行在一个较小的keff波动范围之内。开发的燃料管理程序适用于液态燃料熔盐堆的研究,同时可以为液态燃料熔盐堆的设计及燃耗管理和分析提供有价值的参考。     

纽斯凯尔电力公司在美国能源部第二轮小型模块堆竞标中获胜

正【本刊2014年1月综合报道】美国能源部(DOE)2013年12月12日宣布,纽斯凯尔电力公司(NuScale Power)在能源部于2013年3月启动的小型模块堆许可证申请技术支持计划下第二轮竞标中获胜。未来能源部将为推进该公司45 MWe小型模块堆的研发、取证和商业化工作提供资助,资助金额可能会高达这种小堆研发、取证和商业化总费用的一半。     

模块式小型堆非能动堆腔注水冷却策略研究

在模块式小型堆MELCOR分析模型的基础上,对典型严重事故序列进行计算分析,得到压力容器下腔室内堆芯熔融池特征参数,并使用自主研发的CISER程序对模块式小型堆堆腔注水冷却效果进行研究。通过影响参数的敏感性及保守性分析证明模块式小型堆堆腔注水冷却措施可行且有适当的安全裕量。     

模块式小型堆乏燃料水池冷却系统设计

在福岛核电站事故后,乏燃料贮存安全的重要性得到了广泛重视,业界根据福岛核电站事故的教训,加强了相关研究。多用途模块式小型堆示范工程吸收了福岛核电站事故的经验反馈,在保证乏燃料贮存安全性的同时,兼顾提高模块式小型堆的经济性,在其乏燃料水池冷却系统设计时结合了其他堆型乏燃料水池系统的设计优点。本文从系统调研入手,通过归纳总结三代核电机组乏燃料水池冷却系统的配置特点,研究模块化小型堆的乏燃料水池冷却系统设计方案,并通过使用Flowmaster软件模拟各个工况下乏燃料水池冷却系统的流体特性,对现有的布置条件和设备选型进行校核计算,并基于计算得到的流体参数确定各工况下限流孔板的特征参数和主要工作泵的工况参数等,为设备的设计和采购提供了依据。     

4家小型模块堆供应商向能源部申请政府资助

【本刊2012年6月综合报道】截至美国能源部(DOE)的规定截止日期即2012年5月21日,共有4家小型模块堆供应商向其提交了相关申请,要求政府为他们的首座同类小型堆的工程设计、设计认证和许可证申请提供资助。这4家供应商分别是西屋公司(Westinghouse)、纽斯凯尔电力公司(NuScale Power)、巴布科克威尔科克斯公司(Babcock & Wilcox)和霍尔台克国际公司(Holtec International)。能源部于2012年3月宣布,将在未来5年内为最多2种小型模块堆设计的开发和许可证申请工作提供总计约4.5亿美元的资助。     

小型模块化增殖焚烧快堆MA嬗变性能分析

次锕系核素(Minor Actinides,MA)作为长寿命高放射性核废料,在乏燃料放射性中占据主导位置。乏燃料最小化是保证核能可持续发展的重要环节,而嬗变是安全处置乏燃料的有效途径。小型模块化增殖焚烧(Breed and Burn,BB)快堆的中子经济性较好,燃烧寿期长,装料方式灵活多样,可用于增殖产生易裂变核燃料、嬗变长寿命核废料,从而解决核电发展中前端核燃料供给和后端乏燃料处理问题。本文分析对比了U3-MA和U5-MA燃料装载模式的临界、燃耗和安全性能,并系统研究了两种装料模式在BB快堆上嬗变MA的性能。结果表明:两种装料方式均能达到较好的嬗变性能,且MA的添加还能使反应堆寿期更长,堆芯中子经济性更高;此外,从安全性能上来看,添加MA对钍铀燃料循环的缓发中子份额影响较弱,但是对其燃料多普勒系数影响较强,这为后续钍铀、铀钚燃料循环选取合理的MA装载份额提供了参考依据。     

小型模块化快堆中含铪控制棒的设计与分析

快堆一般采用以碳化硼（B4C）为吸收剂的控制棒进行反应性控制。小型模块化快堆中子泄漏率较大,增殖能力偏弱,单位燃耗反应性损失较大。模块化反应堆运行周期较长,且需要紧凑型堆芯设计,控制棒数量有限。因此,小型模块化快堆需要高10B富集度的B4C进行反应性控制。由于吸收剂燃耗深、功率密度高且导热能力受辐照削弱严重,B4C的安全使用寿命有限。本文通过对比硼化铪（HfB2）、氢化铪（HfH162）和传统B4C为吸收剂的控制棒的反应性价值、堆芯功率分布、堆芯反应性反馈系数、控制棒温度裕度与吸收剂燃耗深度,发现HfB2有更高的安全裕度和更长的安全使用寿命。HfH162控制棒略微改善了功率分布,但其高温氢气解离问题有待进一步研究。     

巴威公司小型模块堆试验台架投运

【世界核新闻网站2012年7月19日报道】一座用来评估巴威公司(B&W)mPower小型模块堆设计及其性能的设施目前已达到反应堆满功率状态下的运行压力和温度工况。     

三家小型模块堆供应商再次向美国能源部提交资助申请

【世界核新闻网站2013年7月2日报道】三家小型模块堆供应商已正式向美国能源部(DOE)提交了参与小型模块堆取证支持计划之下第二轮招标的申请。为了能促进本国小型模块堆的研发并从核管会(NRC)获得设计合格证,能源部于2012年3月启动了小型模块堆取证支持计划之下的第一轮招标。当时,共有4家企     

小型模块化超级安全气冷堆中子学特性研究

为分析小型模块化超级安全气冷堆堆芯中子学特性,建立六棱柱燃料组件模型,利用蒙特卡罗程序和ORIGEN程序的耦合计算,研究TRISO颗粒致密度、燃料富集度、TRISO颗粒大小、栅距比、TRISO颗粒包层厚度和燃料棒直径等物理参数对寿期等特性的影响。研究结果表明,寿期长度随着燃料富集度、栅距比的增大而单调增大;燃料棒直径、TRISO颗粒致密度、TRISO颗粒尺寸大小对寿期长度也有一定的影响;TRISO颗粒包层厚度对寿期长度的影响很小。基于该结果,初步设计出小型模块化超级安全气冷堆的堆芯装载方案,其寿期满足20 a不换料的寿期长度要求。      

模块式小型堆失水事故后堆芯硼浓度分析研究

分析评价了模块式小型堆失水事故后可能出现的堆芯硼浓度过度累积问题,基于硼质量守恒原理,推导堆芯硼浓度演变的控制方程,计算分析了自动卸压系统阀门开启前的短期运行期间和开启后长期运行期间的堆芯硼浓度变化规律。结果表明,模块式小型堆的非能动专设安全系统设计能够防止失水事故后的堆芯硼结晶和重返临界。     

NuStart集团与美国能源部签署合作协议

【美通社匹兹堡2005年5月6日电】美国NuStart集团2005年5月6日宣布,该集团已与美国能源部(DOE)签署合作协议,双方将在美国新建反应堆的设计以及建造和运行联合许可证的申请准备等领域展开合作。NuStart集团的成员——西屋公司已与该集团签署了分包合同,西屋公司将负责AP1000先进核反应堆工程设计和许可证审批的相关工作。在未来若干年中,预计DOE将向NuStart集团提供数亿美元资金。在双方的合作中,联邦政府资金与NuStart集团及其工业伙伴提供的资金之比将为1∶1。AP1000已于2004年9月获得了美国核管会(NRC)的最终设计许可。西屋公司…     

美国核管会关于小型模块堆厂址人口要求的考虑及启示

本文介绍了美国核管理委员会(NRC)关于反应堆选址过程中与人口因素相关的审管要求和评估准则,详细分析了NRC针对小型模块堆对涉及厂址人口要求法规的4种修订方案,提出我国在制定小型堆厂址人口要求过程中需要关注的问题:(1)考虑到总体社会风险并从厂址比选的角度出发,建立一个恰当的反应堆距人口集中居住区(或人口中心)边界的距离是必要的。此外,从纵深防御考虑,小型堆厂址仍然需要与人口集中居住区保持一个适当的距离;(2)基于小型堆选址事故后果及影响范围,建立与大型商用核动力厂相同社会风险水平的评价指标(如事故工况下厂址周围的集体有效剂量)是有益的;(3)公众可接受性和选址政策也是小型堆能否靠近人口集中居住区的重要因素。     

小型堆可在美国未来的核电发展中发挥关键作用

【美国芝加哥大学网站2011年12月13日报道】美国芝加哥大学能源政策研究所(EPIC)最近发布了一项最新研究成果,即小型模块堆可在美国未来的核电发展中发挥关键作用。这项研究由能源政策研究所主任Robert     

模块式小型堆汽轮机事故停机工况下RCS超压分析研究

采用RELAP5程序对模块式小型堆汽轮机事故停机工况下的反应堆冷却剂系统(RCS)超压进行了研究。为防止汽轮机事故工况下RCS超压,从减少堆芯能量的产生、一回路超压保护2方面进行了设计改进。分析结果表明,选择合理的波动管流通面积,能够有效缓解RCS超压。     

小型氟盐冷却高温堆耦合布雷顿循环系统分析与研究

为满足小型氟盐冷却高温堆（FHR）能量转换需求,开发与之匹配的高效、紧凑、无水冷却动力转换系统,本文对比了超临界二氧化碳（SCO₂）、空气、氩气（Ar）、氮气（N₂）、氙气（Xe）5种气体工质在不同布雷顿循环构型中的热电转换效率、?效率、?损失分布。研究发现,SCO₂布雷顿循环相比其它工质循环具有最高的热电转换效率和?效率,且结构更为紧凑,易于小型化和模块化,与小型氟盐冷却高温堆耦合更具优势;进而对SCO₂布雷顿循环进行构型优化,得出匹配小型氟盐冷却高温堆的最佳循环构型方式,构成固有安全模块化小型氟盐冷却高温堆热电转换系统,为西部能源利用提供新研究思路。