铅基模块化核电不同功率水平经济性初步分析

作者：娄磊; 王连杰^*; 周冰燕; 赵晨; 张斌; 严明宇; 张策; 向**; 蔡云; 王星博; 赵子凡; 周楠; 刘佳艺

来源：中国核电, 2023, 16(02): 301-307.

• 铅基模块化核电
• 功率水平
• 经济性
• 增殖效应
• 燃料利用率

铅基快堆由于较好的冷却剂固有安全性和燃料增殖效应而在核电中被逐渐关注，模块化铅基核电堆芯更能进一步提升堆芯的经济性。本文从堆芯核设计角度出发，分析了100 MW、300 MW、500 MW、700 MW和1 000 MW等不同热功率水平的堆芯分别采用UO2和U-10Zr合金燃料在2000EFPD的换料周期内的经济性。计算分析结果显示：在保持堆芯泄漏基本不变和相同寿期的情况下，堆芯功率水平与堆芯铀装量呈线性增加趋势，同时燃料利用率随堆芯功率水平和堆芯尺寸的增加而逐渐增加；UO2燃料堆芯适用于低功率水平(如100 MW)和较高功率水平(如1 000 MW)的堆芯装载，低功率水平下堆芯铀装量更少，高功率水平下堆芯增殖性能与堆芯能量输出匹配，更利于堆芯反应性控制；U-10Zr燃料堆芯适用于中等功率水平(如500 MW)的堆芯装载，在该功率水平和堆芯尺寸下，堆芯的增殖性能与堆芯能量输出基本匹配，能够充分发挥U-10Zr燃料的高增殖性能。本文通过对铅基模块化核电不同功率水平的经济性进行分析研究，为当前铅基模块化核电的单堆功率提出最佳经济性分析，为铅基模块化核电的应用推广提供基础。

• 单位
  中国核动力研究设计院