小型压水堆堆芯设计及物理特性分析

方华伟＊ 宁可为 尹莎莎 韩 冰 曾 涛

（1.中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，四川 成都610213；2.哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室，黑龙江 哈尔滨150001）

0 引言

核能作为一种绿色清洁、能量密度极高的能源，在世界能源生产中一直是先进、高效的代表。由于人类活动的增加，离散化、长续航、中低功率的能量需求逐渐增加，因此，小型模块化反应堆的研究受到人们的广泛关注[1，2]。这一堆型设计在偏远地区供电供热、远海离岛持续保障等用途上具有巨大应用潜力。

第三次科技革命让人们认识到核能的巨大应用潜力。自1948年美国研发S1W型反应堆起[3]，小型压水堆已有超过70年研究、使用经验。期间，苏联将核动力装置民用化，建造了大批核动力破冰船，用于保障极地开发和北极航线的通航，2019年率先完成浮动核电站的部署，解决远东地区的能源供应[4]。小型模块化反应堆的应用极大地扩展了能源供应的边界，拓展了人类的活动范围。

目前，对小型模块化反应堆堆芯燃料组件布置及物理特性方面的研究较少，无论考虑成本经济性还是合理性优化，有必要对其开展深入的研究。因此，本文从堆芯物理设计角度，使用堆芯物理计算软件进行了小型模块化反应堆的设计，并对其堆芯特性和控制特性加以分析。

1 堆芯初步方案与计算结果分析

1.1 堆芯初步方案

为了解决核电厂建设时巨大的融资压力，同时满足目标客户灵活的任务需求，多家科研机构及企业提出了不同的设计方案。……