NuclearThermo-hydraulic西安交通大学核科学与技术学院ResearchLaboratory>熔盐堆的研究历史和现状：原型堆MSREMSRE : Molten-SaltReactor Experiment熔盐堆概念有许多优点：免于燃料元件加工、在线燃料回收、好的中子经济性、高温低压运行环境熔盐堆里功率密度分布、局域燃耗和反应性寿命等问题都不再重要熔盐堆高温、高放、高腐蚀运行对相关的材料、燃料循环以及装置都提出了高要求。MSRE项自主要自的就是针对上述核心技术进行实验验证：也为熔盐堆的技术路线提供示范12
12 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory ➢ 熔盐堆的研究历史和现状：原型堆MSRE MSRE ：Molten-Salt Reactor Experiment ⚫ 熔盐堆概念有许多优点：免于燃料元件加工、在线燃料 回收、好的中子经济性、高温低压运行环境 ⚫ 熔盐堆里功率密度分布、局域燃耗和反应性寿命等问题 都不再重要 ⚫ 熔盐堆高温、高放、高腐蚀运行对相关的材料、燃料循 环以及装置都提出了高要求。 ⚫ MSRE项目主要目的就是针对上述核心技术进行实验验证， 也为熔盐堆的技术路线提供示范
NuclearThermo-hydraulic西安交通大学核科学与技术学院Research Laboratory熔盐堆的研究历史和现状原型堆MSREactm.熔盐实验堆（MSRE）ireBENOTE MAINTENANCECONTROLROONDRCONTROEEHIREFiE2.E.Nfeoe功率：8MW燃料熔盐：7Li/Be/F1.ReactorVessel,2.Heot Exchanger,3,Fuel Pump,4,FreezeFlange,5.Thermal Shield,非燃料熔盐：Na/Be/F6.Coolant Pump,7.Rodiator,8.CoolantDrain Tank,9,Fans, 10.FuelDrain Tanks,11.FlushTank,12.ContainmentVessel,13.FreezeValve.临界时长：17655hr13
13 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory ➢ 熔盐堆的研究历史和现状：原型堆MSRE 熔盐实验堆 (MSRE) ❑ 功率: 8 MW ❑ 燃料熔盐: 7Li/Be/F ❑ 非燃料熔盐: Na/Be/F ❑ 临界时长: 17655hr
Nuclear Thermo-hydraulic西安交通大学核科学与技术学院ResearchLaboratory熔盐堆的研究历史和现状：原型堆MSREMSRE运行情况和实验成果ARE1000小时运行1946194819511955194719491950195219531954ANPNEPA3堆芯组装盐系统浓缩铀-235临界SS-6SM-65X-6计划停止开始安装完毕零功率实验开始7V71956195719581959196119651960196219631964低功率实验ANP0~50kwMSRE满功率升至满功率铀-233满功率升至满功率运行30天运行180天装料完毕停堆实验开始中间功率国VAV4W19681966196719691970KZA铀-235停堆升至满功率零功率满功率满功率运行1年MSBR概念设计运行结束7.2Mw运行60天运行100天MSRE熔盐堆实验：从ARE到MSRE14
14 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory ➢ 熔盐堆的研究历史和现状：原型堆MSRE MSRE运行情况和实验成果 熔盐堆实验：从ARE到MSRE
Nuclear Thermo-hydraulic西安交通大学核科学与技术学院Research Laboratory>熔盐堆的研究历史和现状：原型堆MSREMSRE已经取得的成果MSRE成功地热态运行了2.5年，而且是当时唯一的依靠233U燃烧的堆。熔盐堆的技术路线得到实验验证，是可行的！，功率密度分布：分析了功率密度的影响因素一一正比于快中子通量、石墨温度的影响不大反应性控制实验：一一用Gd,O,控制棒实现，棒之间可以补偿一一控制棒价值的计算值与实验值偏离5%左右温度反应性系数：温度反应性系数是负的，反应性随温度升高而下降：实验值与计算值误差为10%燃料流动性反应性系数：实验值与计算值误差为5%研究了反应堆稳定性：运行稳定，且随反应堆功率增加，稳定性增加建立了适合描述熔盐堆的模型，并在MSRE上得到了验证15
15 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory ➢ 熔盐堆的研究历史和现状：原型堆MSRE MSRE已经取得的成果 MSRE成功地热态运行了2.5年，而且是当时唯一的依靠233 U燃烧的堆。 熔盐堆的技术路线得到实验验证，是可行的！ ◆ 功率密度分布：分析了功率密度的影响因素-正比于快中子通量、石 墨温度的影响不大 ◆ 反应性控制实验： -用Gd2O3控制棒实现，棒之间可以补偿 -控制棒价值的计算值与实验值偏离5%左右 ◆ 温度反应性系数：温度反应性系数是负的，反应性随温度升高而下降； 实验值与计算值误差为10% ◆ 燃料流动性反应性系数：实验值与计算值误差为5% ◆ 研究了反应堆稳定性：运行稳定，且随反应堆功率增加，稳定性增加 ◆ 建立了适合描述熔盐堆的模型，并在MSRE上得到了验证
NuclearThermo-hydraulic西安交通大学核科学与技术学院ResearchLaboratory>熔盐堆的研究历史和现状：人原型堆MSREMSRE问题总结>受当时化学分离技术的影响，不能有效将Pa和稀士元素分离，因此MSRE只能运行一种燃料，还不能用来进行增殖（到了MSBR设计之时，已经有了很好的化学分离方法，因此增值变得可行）。>MSRE总的辐射相对较小，不能确定石墨在大辐射剂量下的抗辐射性能需要提高石墨在高辐射条件下的寿命，降低更换频率，减少停堆次数降低石墨使用成本。>包壳材料哈氏合金由于受中子和裂变产物的影响，表面会产生浅的晶间裂纹，已经确认为碲元素所为，需要加入一些金属以提高哈氏合金的性能，或者必须找到其它更合适的包壳材料。>需要提高和改善燃料的化学处理技术，降低中子泄漏或损失。>认为通常反应堆和高温气冷堆的设计技术都可以应用到熔盐堆。也提出将来新的功率和尺寸的提高，有许多问题还需要进一步研究。16
16 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory ➢ 熔盐堆的研究历史和现状：原型堆MSRE MSRE问题总结 ➢ 受当时化学分离技术的影响，不能有效将Pa和稀土元素分离，因此 MSRE只能运行一种燃料，还不能用来进行增殖（到了MSBR设计之时， 已经有了很好的化学分离方法，因此增值变得可行）。 ➢ MSRE总的辐射相对较小，不能确定石墨在大辐射剂量下的抗辐射性能； 需要提高石墨在高辐射条件下的寿命，降低更换频率，减少停堆次数， 降低石墨使用成本。 ➢包壳材料哈氏合金由于受中子和裂变产物的影响，表面会产生浅的晶间 裂纹，已经确认为碲元素所为，需要加入一些金属以提高哈氏合金的性 能，或者必须找到其它更合适的包壳材料。 ➢需要提高和改善燃料的化学处理技术，降低中子泄漏或损失。 ➢认为通常反应堆和高温气冷堆的设计技术都可以应用到熔盐堆。也提出 将来新的功率和尺寸的提高，有许多问题还需要进一步研究