基于HFETR的快堆燃料短棒辐照试验方案设计与分析

来源：核动力工程杂志2022年第3期北京时间：

作者：张亮, 杨文华, 赵文斌, 孙胜, 金帅, 雷晋

单位：中国核动力研究设计院，成都，610213；

摘要：综合考虑辐照试验指标与燃料试验安全、高通量工程试验堆（HFETR）运行要求、试验段压差波动等因素，基于HFETR开展了快堆燃料短棒辐照试验方案设计与分析，确定了铅铋合金层厚度、冷却水流道结构、阻力塞结构、冷却水流量等关键参数，获得了热棒包壳最高温度为(490±60)℃的高线功率密度辐照试验方案。试验结果表明，热棒最大线功率密度为68~85 kW/m时，包壳与燃料芯体温度满足辐照试验要求且留有余量；在200~300 kPa堆芯压差范围内，相同压差下试验段流量的计算流体力学（CFX）计算值比试验值偏小9% ~11%；试验段外侧窄缝流道的流量份额为7.3%，显著低于该流道的流通面积份额，满足线功率密度为85 kW/m时燃料短棒的冷却要求。本文提出的辐照试验方案可为快堆燃料棒的高线功率密度辐照试验提供参考。

关键词：高通量工程试验堆（HFETR）, 燃料辐照试验, 快堆燃料棒, 热工水力

基金资助：四川省青年科技创新研究项目（2022JDTD0006）