小型氟盐冷却高温堆一回路系统动态建模及仿真

刘亦然，朱建敏，卫丹靖，张 薇

（中广核研究院有限公司 热工水力与瞬态分析研究所，广东 深圳 518000）

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氟盐冷却高温堆（Fluoride-salt-cooled Hightemperature Reactor，FHR），是一种新型热中子反应堆。该堆融合了高温气冷堆的高温高燃耗技术，熔盐堆的高温低压熔盐冷却技术和液态金属反应堆的非能动安全技术，相比于传统反应堆，其在安全性、经济性和环境适用性等方面具有显著优势。氟盐冷却高温堆最早由美国橡树岭国家实验室的Charles W.Forsberg 等人于2003年提出[1]，开展了第一个氟盐冷却高温堆概念设计。之后，加州大学伯克利分校、威斯康辛大学麦迪逊分校，都有开展氟盐冷却高温堆的研究工作[2-4]。在国内，中国科学院上海应用物理研究所于2011 启动了钍基熔盐堆研究，2MW 液态燃料熔盐实验堆正在建造[5]。西安交通大学基于反应堆小型化、模块化、可移动化的要求，提出了20MWt的TFHR 概念设计[6]。于2020 年启动的“固有安全一体化小型氟盐冷却高温堆技术研究”项目，旨在完成具有自主知识产权的小型氟盐冷却高温堆FuSTAR（Fluoridesalt-cooled high-Temperature Advanced Reactor）概念设计，并针对其中的关键科学问题开展研究[7]。FuSTAR 应用目标定位为偏远内陆地区、军事基地，故其负荷需求变化幅度较大，且对控制系统的自主化要求较高，需要开发出一套针对FuSTAR 的先进控制系统。

针对氟盐冷却堆的仿真模拟，国内外已做了很多工作。2016 年，Jian 等使用CFD 方法对氟盐冷却堆的热工水力特性进行了模拟[8]；2017 年，上海应用物理研究所的谢雪松等，利用修改后的RELAP5-MS 系统分析程序，建立了一体化小型氟盐冷却高温度模型，并对满功率运行状态下的反应性引入事故和失热阱事故进行了分析[9]；……