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专项名称 : 核安全与先进核能技术
项目名称 : 小型氦氙冷却移动式固体核反应堆电源
项目编号 : 2020YFB1901900
说明 :

小型核反应堆电源适用性强,安全高效,具有模块化制造、可运输、自我调节等特点。其电功率从千瓦到兆瓦,可连续运行10年而无需停机换料。由于其尺寸小、重量轻、便于运输,可为偏远地区和核电厂应急提供长时间持续稳定的电力供给,彻底解决传统发电方式发电机效率低、燃料补给困难和安全风险巨大等挑战性问题,未来具有很大的应用前景。 

 本课题面向陆上移动式核反应堆电源需求,开展8MWe氦氙冷却陆上移动式固体核反应堆电源概念设计,建立超长寿期、固有安全的固体核反应堆设计方法;建立适用于陆上移动场景的智能自主控制方法;突破三机一体和印刷电路板式换热器(PCHE)设计技术,建立高效布雷顿能量转换系统;突破轻量化屏蔽结构设计技术,满足移动场景下辐射安全和重量体积要求;最终建立全系统数值模拟平台并

论证关键技术。 需要解决以下四个关键科学技术问题: 

1.智能化小型陆上移动式核反应堆电源总体概念设计与数值平台构建; 

2.紧凑式固体堆芯优化设计方法; 

3.一体化高效布雷顿循环系统性能匹配机理; 

4.轻量化屏蔽设计方案与结构优化方法。 

英文说明 :

The small nuclear reactor power supply is highly versatile, safe, and efficient, with the added benefits of modular manufacturing, portability, and self-regulation. With an electrical power range from kilowatts to megawatts, it can operate continuously for 10 years without the need for shutdown or material replacement. Its compact size, light weight, and ease of transportation make it an ideal long-term and stable power source for emergency response in remote areas and nuclear power plants. This innovative solution effectively addresses the challenges of low efficiency, difficult fuel supply, and significant safety risks associated with traditional power generation methods, presenting promising applications for the future.


This project focuses on addressing the power supply needs of mobile nuclear reactors. It involves the conceptual design study on the power supply of 8MWe helium xenon cooled mobile solid nuclear reactors. The project aims to establish a design approach for achieving ultra-long life and inherent safety of solid nuclear reactors. Additionally, it seeks to develop intelligent autonomous control methods suitable for land mobile scenarios, advance the design technology of three machine integration and printed circuit heat exchangers (PCHE), and establish an efficient Brayton energy conversion system. Furthermore, the project aims to break through lightweight shielding structure design technology to meet radiation safety requirements while optimizing weight and volume for mobile scenarios. Ultimately, the project aims to establish a comprehensive system numerical simulation platform and discuss key technologies. Specifically, it will address the following four key scientific and technological issues:

1.Overall conceptual design and numerical platform construction of intelligent small-scale land-based mobile nuclear reactor power supply.

2.Optimization design method for a compact solid core.

3.Performance matching mechanism of integrated and efficient Brayton cycle system.

4.Lightweight shielding design scheme and structural optimization method.


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