论文部分内容阅读
聚变驱动次临界堆(FDS-Fusion-Driven Subcritical Reactor)是集嬗变高放核废料、增殖核裂变与聚变燃料以及倍增能量等多种功能的先进反应堆。FDS具有环保、安全、高效、可行等优势,然而能否大规模投入商业化发展还要取决于FDS自身的经济性以及与其它能源的经济竞争力。
本文针对FDS多功能特点,综合“成本-效益”两个方面建立了一套描述其经济性的指标体系,如“嬗变效益”、“增殖效益”、“发电效益”、“核污染税”和“效后发电成本”等;提出了用于FDS的“物理-工程-成本和效益计算”的经济评估与分析方法,该方法克服了传统聚变经济评估中物理和工程参数计算不自洽、成本估计方法过于简化等缺点;构建了用于经济性分析的物理和工程模型以及具有体现FDS多功能带来的效益特点的经济学模型;研发了经济评估与分析程序SYSCODE1.0,并利用典型例题对其经济性分析的有效性和可靠性进行了校验。
本文以经济性评估与分析为目的,依托SYSCODE1.0,并基于FDS典型设计方案,从堆技术以及社会因素等方面出发,研究FDS的设计优化、参数敏感性及不确定性。重点分析了不同的燃料循环方式、中子学设计方案和材料选择对FDS经济性的影响,为堆优化设计提供定量依据;研究了FDS经济性对物理、工程和经济学等参数的敏感性,得到改进FDS经济性最有效的参数是归一化比压、轴上磁场、等离子体电流和嬗变份额;分析了未来燃料制作技术水平对FDS经济性的影响,得到影响FDS经济性的主要因素是嬗变燃料制作技术与规模。同时也初步分析了社会因素对FDS经济性的影响,得到影响FDS经济性的又-主要因素是政府对核废料处置的政策和措施。