燃耗补偿棒棒位是反应堆监测的一项重要参数,同时棒位移动会对堆芯物理参数分布造成影响。计算了固态燃料钍基熔盐实验堆(Thorium Molten Salt Reactor with Solid Fuel, TMSR-SF1)的补偿棒位变化,并分析其对功率、通量及燃耗分布的影响。在一般蒙特卡罗燃耗软件基础上耦合了调棒临界搜索功能,计算表明大部分临界搜索只需三次,验证了算法收敛的有效性。对TMSR-SF1未分组补偿棒方案进行了计算,结果表明:补偿棒位在氙平衡及寿期末时刻有较大提升幅度,其余时刻近似线性上升;补偿棒初期在总行程一半偏上位置,增加了堆芯轴向功率及中子通量分布的不均匀性,相对寿期末功率峰因子偏大17%,最大中子通量偏大12%。该变化未对总体设计参数造成显著影响,证明补偿棒未分组方案具有设计可行性。
反应性控制系统的设计是反应堆物理设计的主要内容之一。氟盐冷却高温球床堆(Pebble Bed-Fluoride salt-cooled High temperature Reactor,PB-FHR)用B4C吸收体的控制棒作为反应性控制的主要手段。所有控制棒分布于石墨反射层的孔道中,其空间布局、几何结构、中子吸收体的特性参数等是影响控制棒反应性控制的关键因素。本文基于SCALE6程序,以10 MW固态燃料钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor-Solid Fuel,TMSR-SF1)(属于PB-FHR)设计模型为参考,系统研究了石墨反射层中控制棒径向位置、有效行程、棒体结构、吸收体长度、吸收体密度等因素对控制棒价值的影响。结果表明,控制棒的径向位置对控制棒价值影响较大;控制棒吸收体长度需综合考虑上下限位及极限下插限位对价值变化的影响;^(10)B的原子密度变化对控制棒价值影响较小。本研究为PB-FHR的反应性控制系统的设计及控制棒的制造加工提供理论参考。
