522Jun.2023NuclearScienceandEngineering2023年6月No.3Vol.43工程第3期第43卷核科学与采用FCM燃料的无可溶硼堆芯物理设计李想，肖会文，刘国明，于淼，张成龙（中国核电工程有限公司，北京100840）摘要：小型模块化压水堆（SMPWR）是目前国际上的研究热点之一。如何进一步简化SMPWR系统，并提升其安全性是设计优化的关键。FCM燃料是一种将TRSIO燃料弥散在SiC基体中的燃料，具有很好的裂变产物包容能力，可有效降低SMPWR大规模放射性释放风险。本文采用FCM燃料，设计并优化形成SMPWR的堆芯方案。在此基础上又进一步对控制棒吸收体材料、控制棒布置方案、控制棒移动策略等进行研究分析，最终得到无可溶硼堆芯设计方案，从而简化了SMPWR的化容系统。经计算分析表明，该堆芯设计方案可通过控制棒组实现堆芯反应性的控制，实现无可溶硼运行。本文的研究为FCM燃料在压水堆中的应用以及小堆消除可溶硼的设计优化提供了参考。关键词：FCM燃料；无硼运行；SMPWR；堆芯设计中图分类号：TL329文章标志码：A文章编号：0258-0918（2023）03-0522-07CorePhysicsDesignfortheSolubleBoron-FreeReactorLoadingtheFCMFuelLIXiang,XIAOHuiwen,LIUGuoming,YUMiao,ZANGChenglong(ChinaNuclearPowerEngineeringCo.,Ltd,Beijing100840,China)Abstract:ThesmallmodularPWR(SMPWR)isoneofthehotspotsrecently.HowtosimplifythesystemofSMPWRandimprovethesecurityisthekeytodesignoptimization.Thefullyceramicmicroencapsulated(FCM)fuelembedsthetristructuralisotropic(TRISO)coatedparticlesintothesiliconcarbide(SiC)matrix.Withagoodfissionproductretention,itcaneffectivelyreducetheriskofmassiveradioactiverelease.ThisarticleoptimizesthedesignschemeoftheSMPWRcore.Itanalyzesthematerialofthecontrolrodabsorber,thecontrolrodplacementscheme,thecontrolrodstrategyandfinallyobtainsthesolubleboron-freereactorcoredesignscheme,therebysimplifyingthechemicalandvolumecontrolsystemofSMPWR.Theanalysisshowthatthereactivityofthecorecanbecontrolledbycontrolrodsandthereactorcanbeoperatedwithoutthesolubleboronwiththedesignscheme.Thisstudy收稿日期：2022-03-30作者简介：李想（1989一），女，彝族，吉林蛟河人，工程师，学位硕士，现从事反应堆物理方面研究523providesavaluablereferenceforapplicationofFCMfuelinPWRsandsolubleboron-freeo...
