气冷快堆是未来发展的第四代先进核能系统候选堆型之一,它可以满足核能的可持续性、安全可靠性和经济性要求。从反应堆物理和热工水力学的角度出发,设计了热功率300 MW的球床式气冷快堆,选择了碳化物燃料作为气冷快堆的燃料。用耦合燃耗计算程序COUPLE2.0模拟得到了深燃耗气冷快堆的铀燃料循环的平衡态。 平衡态研究结果表明基于深燃耗的300 MW球床式气冷快堆可以提高铀资源的利用率同时降低乏燃料中的次锕系核素的含量。当燃料球直径为6 cm，燃料区的直径为5.5 cm，燃料占燃料区的体积的70%，燃料形式为UC，其中235U的初始富集度为12%时，燃料球通过堆芯的时间可以达到12 600 d，重金属燃耗深度为164.38gwd/t，总的铀资源的利用率可以达到为28.03%。 气冷快堆一般采用惰性气体氦气作为冷却剂，氦气的化学稳定性好，不会发生相变，可以用在很高的温度、中子吸收能力很低的情况下。像热中子谱氦冷堆一样，氦冷却剂的高温，使它能发电、生产氢或高效率的工艺热。气冷快堆可以用直接布雷顿循环氦气轮机发电，可以获得为高的热效率(>45%)，也可以利用其工艺热进行氢的热化学生产。气冷快堆可以采用闭式燃料循环，产生的放射性废物少和有效地利用核资源是气冷快堆的两大特点。 高温气冷堆钠冷快堆 中国实验快堆核反应堆