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熔盐增殖堆MSBR生CONTROL-RODDRIVEFUELCIRCULATINGPUMPBLANKETCIRCULATINGPUMP-COOLANT-SALTPUMPS-CONTROL-ROOMLEVEL58FTANALYTICALLABORATORYLEVELGROUND LEVELREHEATERSLBLANKET HEATZFUEL HEATEXCHANGEREXCHANGER口功率：1000MW(e燃料熔盐：7LiF-BeF2-UF4;隔氧层熔盐：7LiF-BeF2-ThF4实时连续燃料处理口热效率：45%17
17 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory ➢ 熔盐堆的研究历史和现状：熔盐增殖堆MSBR ❑ 功率: 1000 MW(e) ❑ 燃料熔盐: 7LiF-BeF2 -UF4 ; ❑ 隔氧层熔盐: 7LiF-BeF2 -ThF4 ❑ 实时连续燃料处理 ❑ 热效率: 45%
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：熔盐增殖堆MSBROMSBR参考设计是在MSRE取得的经验基础上，从技术验证堆到面向实际商业应用的示范堆>性质改变：从单回路+转换堆到增殖堆规模扩大：7.4MW(t)到1000MW(e)[44%]，扩大了300倍M技术层次加深：从仅应用核心技术到全面应用外围技术目的重新定向：从试验装置到商业装置，全面考虑成本与经济性N实用性要求增加：安全性、可维护性、可靠性要求大幅提升●单回路：燃料盐和增殖盐混合，采用一套管道系统7要求划分燃烧区和增殖区，堆芯充分慢化，外部慢化不足要求从高中子通量区去除大部分的233Pa采用整体的、持续的、经济的级联化学处理流程高温运行+石墨慢化：石墨抗中子辐射、燃料盐不浸润、不吸附气体7管道耐高温、耐腐蚀、不会在辐射下脆化>高温热交换器、高温蒸汽发生器、设备的加热和冷却18
18 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory ➢ 熔盐堆的研究历史和现状：熔盐增殖堆MSBR ⚫MSBR参考设计是在MSRE取得的经验基础上，从技 术验证堆到面向实际商业应用的示范堆 ➢ 性质改变：从单回路+转换堆到增殖堆 ➢ 规模扩大：7.4 MW(t) 到1000 MW (e) [44%]，扩大了300倍 ➢ 技术层次加深：从仅应用核心技术到全面应用外围技术 ➢ 目的重新定向：从试验装置到商业装置，全面考虑成本与经济性 ➢ 实用性要求增加：安全性、可维护性、可靠性要求大幅提升 ⚫单回路：燃料盐和增殖盐混合，采用一套管道系统 ➢ 要求划分燃烧区和增殖区，堆芯充分慢化，外部慢化不足 ➢ 要求从高中子通量区去除大部分的233 Pa ➢ 采用整体的、持续的、经济的级联化学处理流程 ⚫高温运行+石墨慢化： ➢ 石墨抗中子辐射、燃料盐不浸润、不吸附气体 ➢ 管道耐高温、耐腐蚀、不会在辐射下脆化 ➢ 高温热交换器、高温蒸汽发生器、设备的加热和冷却
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：熔盐增殖堆MSBRMSBR关键堆物理问口精确计算增殖比一一由于热堆增殖比较小，因此精确计算增殖比并给出误差范围是关键。其中误差包括截面数据、后处理效果、石墨表面密封性能、裂变产物如Nb、Mo、Ru、Te在管壁表面的沉积等因素。口反应性控制方法一一由于MSR初始剩余反应性小，相对于LWR控制相对简单：停堆棒价值需要%，处在堆芯中央：为不降低增殖比，温度调节棒材料为石墨，通过落棒来升功率以获得额定功率（一般吸收帮是提棒升功率），并调节堆芯细微反应性变化以来维持稳定；由于燃耗加深反应性下降的长期效应，通过调节燃料成分来实现。口反应堆动力学一一由于缓发中子流失，缓发中子份额降低，因此反应堆动力学分析是关键，关系到反应堆的安全运行，必须对动力学方程进行修正，另外还要考虑温度反应性效应（瞬时燃料温度效应和延迟慢化剂温度效应）、燃料循环效应，加料效应等。19
19 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory ➢ 熔盐堆的研究历史和现状：熔盐增殖堆MSBR MSBR关键堆物理问题 精确计算增殖比——由于热堆增殖比较小，因此精确计算增殖比并给出 误差范围是关键。其中误差包括截面数据、后处理效果、石墨表面密封性 能、裂变产物如Nb、Mo、Ru、Te在管壁表面的沉积等因素。 反应性控制方法——由于MSR初始剩余反应性小，相对于LWR控制相 对简单；停堆棒价值需要几%，处在堆芯中央；为不降低增殖比，温度调 节棒材料为石墨，通过落棒来升功率以获得额定功率（一般吸收帮是提棒 升功率），并调节堆芯细微反应性变化以来维持稳定；由于燃耗加深反应 性下降的长期效应，通过调节燃料成分来实现。 反应堆动力学——由于缓发中子流失，缓发中子份额降低，因此反应堆 动力学分析是关键，关系到反应堆的安全运行，必须对动力学方程进行修 正，另外还要考虑温度反应性效应（瞬时燃料温度效应和延迟慢化剂温度 效应）、燃料循环效应，加料效应等
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：。。Then things stopped.for a long, long timei
20 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory ➢ 熔盐堆的研究历史和现状：。 Then things stopped. for a long, long time
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GEN-IV熔盐堆MSRMoltenSaltReactorCoolant SalElectricaGeneratoReactorPurifiedSaltFuel Salt00000HeaReactorParametersReferenceValueExchangetExchangoChemicalProcessing1000MWeNetpowerPiantCompre自22MWth/m3PowerdensityPiusgre星嘉Net thermal efficiency44to50%Pum565°CFuel-salt-inlettemperatureCIntercooler00700°C(850°Cfor-outlettemperatureComprehydrogenproductionEmergencyDumpTanke<0.1 psivaporpressureModeratorGraphiteMulti-reheatPower CyclerecuperativeheliumBravtoncvcleNeutronspectrumburnerThemal-actinide
21 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory ➢ 熔盐堆的研究历史和现状：GEN-IV熔盐堆