高温气冷堆钚燃料元件重金属含量的优化

摘要

从提高天然铀利用率和改进废物管理方面考虑,研究球床高温气冷堆乏燃料中钚的再利用和钚燃料循环的特性。基于250MW球床模块式高温气冷堆示范电站HTR-PM铀钚循环乏燃料中的钚,设计了PuO2燃料元件,将新设计的燃料元件重新装入与HTR-PM同样结构和尺寸的堆芯,形成纯钚燃料堆芯。燃料元件的重金属含量,是堆芯设计中的关键性参数,需要重点加以考虑。单球重金属含量的选择受到堆芯安全性和经济性的制约,确保在堆芯和燃料安全的情况下加深燃耗。研究了不同重金属含量下的堆芯慢化比、卸料燃耗、温度系数和进水反应性等关键物理参数。结果显示,单球重金属含量2.0g是一个可选方案,其堆芯特性符合相关安全设计要求。