超临界水堆的燃料组件设计研究

与现有的轻水堆相比，欧洲高性能轻水概念堆（HPLWR）不但具有更高的系统压力（超过水临界点），而且具有更高的堆芯冷却剂温升和堆芯出口温度，因此，发电厂汽轮机的发电功率和热效率也更高。在HPLWR中，有7种以上的因素会导致堆芯冷却剂密度发生强烈变化，因此需要为其开发新型燃料组件。系统的设计研究表明：在减少结构材料、优化慢化剂一燃料比和展平燃料棒功率等方面，布置有两排燃料棒及一个中心位置的慢化剂盒的方型燃料组件是最佳的。利用中子学和热力学分析，已完成了HPLWR燃料组件的详细力学设计。此外，提出了上管座、下管座、蒸汽腔室、下部搅混腔室以及下堆芯板等概念设计，组成HPLWR特殊的流体通道。这种设计不仅实现了慢化剂与冷却剂相向流动时的防漏，而且实现了不同介质流的均匀混合。燃料组件设计概念可作为关键部件，用于所有HPLWR的先进堆芯设计。