熔盐堆主回路系统氙的动力学特性研究

来源：核动力工程杂志2018年第5期北京时间：

作者：周波, 严睿, 邹杨

单位：1. 中国科学院上海应用物理研究所, 上海, 201800;；2. 中国科学院大学, 北京, 100049；

摘要：基于Mathematica7.0为熔盐堆(MSR)主回路系统建立了一套含流动项及在线去除功能的氙(¹³⁵Xe)的动态分布数值分析程序,针对2 MW MSR的一种设计方案,分析了不同流量、不同启停堆功率、不同在线去除效率情况下¹³⁵Xe浓度随时间的动态变化特性。结果表明:相较于静态燃耗模型,流动燃耗模型的¹³⁵Xe带来的负反应性要低约32.2%;额定流量下主回路系统¹³⁵Xe浓度分布均匀,只有当主回路系统体积流量小于2.24 cm³·s^-1时,流动效应才会对主回路系统内¹³⁵Xe浓度分布有显著影响;当鼓泡系统的在线去除份额约为0.1%时可以使堆芯¹³⁵Xe带来的负反应性降低至-38.3pcm(1pcm=10-5),其总的去除效率可以达到86.0%;不同功率水平瞬时停堆工况下,堆芯¹³⁵Xe浓度单调下降,停堆约50 h后¹³⁵Xe基本消失,相当于引入+254pcm反应性,停堆过程无碘坑出现,停堆后再启堆过程不必担心碘坑启动的问题。¹³⁵Xe去除效率对整个系统¹³⁵Xe总量有一定影响,在去除份额从0.0001%～20%的变化范围内,¹³⁵Xe的总活度与静态燃耗模型相比相应增加了0.67%～8.75%。

关键词：熔盐堆, 平衡¹³⁵Xe, 流动模型, 数值模拟

基金资助：中国科学院战略性先导研究项目(XDA02010200) 中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDY-SSW-JSC016)