一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于战略规划研究领域，具体涉及一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法及系统,该方法包括以下步骤：步骤1：获取热堆/快堆二元体系相关的定量参数和定性参数；步骤2：对步骤1获得的定量参数进行数据校验，并通过数据化条件将定性参数数据化；步骤3：基于可获取天然铀资源量及不同筛选条件预测热堆发展规模，得到热堆每年新建台数n和热堆建设时间t；步骤4：基于燃料供应角度进行快堆规模预测，得到快堆每年新建台数n

【技术实现步骤摘要】
一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法及系统


[0001]本专利技术属于战略规划研究领域，具体涉及一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法及系统。

技术介绍

[0002]核能作为一种清洁低碳能源，在“双碳”目标下将会发挥越来越重要的作用。中国多家研究机构发布了对于我国的核能发展预测数据，这些机构预测的我国核电装机增加空间较大。
[0003]然而，各机构的预测主要从能源需求角度出发，提出了核能的发展要求，且只给出了核能发展的总量需求，并未从堆型发展的角度给出不同堆型的发展规模预测。从核工业的角度来说，核能未来的发展不仅要受到需求的影响，还要本身发展能力的影响。具体来说，在“双碳”目标下核能迎来发展机遇的同时，也面临着铀资源、乏燃料安全管理、技术本身等多方面的挑战。
[0004]我国以及世界各国都将快堆以及核燃料闭式循环作为解决核能发展挑战的重要手段，但资源保障、政策环境、后处理和快堆技术发展水平等因素，影响了未来核能发展路径。只有通过剖析这些影响因素，并对未来的热堆、快堆发展规模进行预测，才能更好的为战略规划，乃至于顶层设计提供参考。因此，需要提供一种快速预测模型，用于预测多种情景下的核电发展规模。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法及系统，不仅从能源需求角度出发提出核能的发展要求，而且从堆型发展的角度给出不同堆型的发展规模预测，为多种情景下核电发展规模的战略规划和顶层设计提供参考。
[0006]实现本专利技术目的的技术方案：
[0007]一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法，该方法包括以下步骤：
[0008]步骤1：获取热堆快堆二元体系相关的定量参数和定性参数；
[0009]步骤2：对步骤1获得的定量参数进行数据校验，并通过数据化条件将定性参数数据化；
[0010]步骤3：基于可获取天然铀资源量预测热堆发展规模，得到热堆每年新建台数n和热堆建设时间t；
[0011]步骤4：基于燃料供应角度进行快堆规模预测，得到快堆每年新建台数n
f
和快堆建设时间k。
[0012]所述的步骤2中的定性参数包括核电政策发展情况、后处理产能发展情况和快堆技术及再循环技术发展情况；
[0013]其中以参数符号ZC表示核电政策发展情况，范围包括好、中、差；
[0014]以参数符号HCL表示后处理产能发展情况，范围包括好、中、差；
[0015]以参数符号JS表示快堆技术及再循环技术发展情况；
[0016]定性参数的数据化条件包括：
[0017]核电政策发展情况ZC为好时，每年开工10台热堆；
[0018]核电政策发展情况ZC为中时，每年开工6台热堆；
[0019]核电政策发展情况ZC为差时，每年开工4台热堆；
[0020]后处理产能发展情况HCL为好时，2035、2045、2055年分别投运1座后处理大厂；
[0021]后处理产能发展情况HCL为中时，2035、2045年分别投运1座后处理大厂；
[0022]后处理产能发展情况HCL为差时，仅2035年投运1座后处理大厂；
[0023]快堆技术及再循环技术发展情况JS为好时，2035年技术成熟；
[0024]快堆技术及再循环技术发展情况JS为中时，2045年技术成熟；
[0025]快堆技术及再循环技术发展情况JS为差时，2060年技术成熟。
[0026]所述的步骤3包括以下分步骤：
[0027]步骤3.1：计算每年一台百万千瓦热堆的装料量M；
[0028]步骤3.2：通过步骤3.1中得到的每年一台百万千瓦热堆的装料量M来计算每年一台百万千瓦热堆的天然铀需求量M
nat
；
[0029]步骤3.3：计算我国可获取的天然铀资源总量U
T
；
[0030]步骤3.4：通过步骤3.2和步骤3.3的结果计算热堆发展的最大规模N，并对N进行条件判断；
[0031]步骤3.5：计算新建热堆总数量N
xin
，并对热堆每年新建台数n和热堆建设时间t进行条件判断。
[0032]所述的步骤3.1中每年一台百万千瓦热堆的装料量M为：
[0033][0034]其中,Q为每年热堆产热量，范围是0
‑
10000，单位为GWd/a；B
d
为热堆燃耗，范围是0
‑
100，单位为GWd/tHM；P
e
为热堆电功率，范围是0
‑
2，单位为GWe；QC为热堆容量因子，范围是0
‑
1；E为热堆热效率，范围是0
‑
1。
[0035]所述的步骤3.2中每年一台百万千瓦热堆的天然铀需求量M
nat
为：
[0036][0037]其中，X
p
为浓缩铀中U
‑
235的浓度，范围是0
‑
0.1；X
nat
为天然铀中U
‑
235的浓度，范围是0
‑
0.1；X
t
为贫铀中U
‑
235浓度，范围是0
‑
0.1；M为每年一台百万千瓦热堆的装料量。
[0038]所述的步骤3.3中我国可获取的天然铀资源总量U
T
为：
[0039]U
T
＝U
TOT
×
A
[0040]其中，U
TOT
为世界范围内可获取的天然铀总量，范围是0
‑
9999，单位为万吨；A为我国可获取的天然铀量占世界天然铀总量的百分比，范围是0
‑
1。
[0041]所述的步骤3.4中热堆发展的最大规模N为：
[0042][0043]其中，U
T
为我国可获取的天然铀资源总量，M
nat
为每年一台百万千瓦热堆的天然铀需求量，T为热堆寿期，单位为年；
[0044]对热堆发展的最大规模N进行判断的条件为：
[0045]若N≤ZY，则成立；若N>ZY，则令N＝ZY，其中ZY为最大厂址资源数量，范围是0
‑
800台。
[0046]所述的步骤3.5中新建热堆总数量N
xin
为：
[0047]N
xin
＝n
×
t
[0048]其中n为热堆每年新建台数，t为热堆建设时间；
[0049]热堆每年新建台数n和热堆建设时间t的判断条件为：
[0050]若新建热堆总数量N
xin
≤热堆发展的最大规模N
‑
现有热堆数量N0，则热堆每年新建台数n、热堆建设时间t的数值成立；若新建热堆总数量N
xin
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1：获取热堆快堆二元体系相关的定量参数和定性参数；步骤2：对步骤1获得的定量参数进行数据校验，并通过数据化条件将定性参数数据化；步骤3：基于可获取天然铀资源量预测热堆发展规模，得到热堆每年新建台数n和热堆建设时间t；步骤4：基于燃料供应角度进行快堆规模预测，得到快堆每年新建台数n
f
和快堆建设时间k。2.根据权利要求1所述的一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法，其特征在于：所述的步骤2中的定性参数包括核电政策发展情况、后处理产能发展情况和快堆技术及再循环技术发展情况；其中以参数符号ZC表示核电政策发展情况，范围包括好、中、差；以参数符号HCL表示后处理产能发展情况，范围包括好、中、差；以参数符号JS表示快堆技术及再循环技术发展情况；定性参数的数据化条件包括：核电政策发展情况ZC为好时，每年开工10台热堆；核电政策发展情况ZC为中时，每年开工6台热堆；核电政策发展情况ZC为差时，每年开工4台热堆；后处理产能发展情况HCL为好时，2035、2045、2055年分别投运1座后处理大厂；后处理产能发展情况HCL为中时，2035、2045年分别投运1座后处理大厂；后处理产能发展情况HCL为差时，仅2035年投运1座后处理大厂；快堆技术及再循环技术发展情况JS为好时，2035年技术成熟；快堆技术及再循环技术发展情况JS为中时，2045年技术成熟；快堆技术及再循环技术发展情况JS为差时，2060年技术成熟。3.根据权利要求2所述的一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法，其特征在于：所述的步骤3包括以下分步骤：步骤3.1：计算每年一台百万千瓦热堆的装料量M；步骤3.2：通过步骤3.1中得到的每年一台百万千瓦热堆的装料量M来计算每年一台百万千瓦热堆的天然铀需求量M
nat
；步骤3.3：计算我国可获取的天然铀资源总量U
T
；步骤3.4：通过步骤3.2和步骤3.3的结果计算热堆发展的最大规模N，并对N进行条件判断；步骤3.5：计算新建热堆总数量N
xin
，并对热堆每年新建台数n和热堆建设时间t进行条件判断。4.根据权利要求3所述的一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法，其特征在于：所述的步骤3.1中每年一台百万千瓦热堆的装料量M为：其中,Q为每年热堆产热量，范围是0
‑
10000，单位为GWd/a；B
d
为热堆燃耗，范围是0
‑
100，单位为GWd/tHM；P
e
为热堆电功率，范围是0
‑
2，单位为GWe；QC为热堆容量因子，范围是0
‑
1；E
为热堆热效率，范围是0
‑
1。5.根据权利要求4所述的一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法，其特征在于：所述的步骤3.2中每年一台百万千瓦热堆的天然铀需求量M
nat
为：其中，X
p
为浓缩铀中U
‑
235的浓度，范围是0
‑
0.1；X
nat
为天然铀中U
‑
235的浓度，范围是0
‑
0.1；X
t
为贫铀中U
‑
235浓度，范围是0
‑
0.1；M为每年一台百万千瓦热堆的装料量。6.根据权利要求5所述的一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法，其特征在于：所述的步骤3.3中我国可获取的天然铀资源总量U
T
为：U
T
＝U
TOT
×
A其中，U
TOT
为世界范围内可获取的天然铀总量，范围是0
‑
9999，单位为万吨；A为我国可获取的天然铀量占世界天然铀总量的百分比，范围是0
‑
1。7.根据权利要求6所述的一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法，其特征在于：所述的步骤3.4中热堆发展的最大规模N为：其中，U
T
为我国可获取的天然铀资源总量，M
nat
为每年一台百万千瓦热堆的天然铀需求量，T为热堆寿期，单位为年；对热堆发展的最大规模N进行判断的条件为：若N≤ZY，则成立；若N>ZY，则令N＝ZY，其中ZY为最大厂址资源数量，范围是0
‑
800台。8.根据权利要求7所述的一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法，其特征在于：所述的步骤3.5中新建热堆总数量N
xin
为：N
xin
＝n
×
t其中n为热堆每年新建台数，t为热堆建设时间；热堆每年新建台数n和热堆建设时间t的判断条件为：若新建热堆总数量N
xin
≤热堆发展的最大规模N
‑
现有热堆数量N0，则热堆每年新建台数n、热堆建设时间t的数值成立；若新建热堆总数量N
xin
>热堆发展的最大规模N
‑
现有热堆数量N0，则令n＝n
‑
2，直到新建热堆总数量N
xin
≤热堆发展的最大规模N
‑
现有热堆数量N0；其中N0为现有热堆数量，范围是0
‑
100，单位为台。9.根据权利要求8所述的一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法，其特征在于：所述的热堆每年新建台数n的初始条件根据核电政策发展情况ZC确定，若核电政策发展情况ZC为好时，n初始值设为10；若核电政策发展情况ZC为中时，n初始值设为6；若核电政策发展情况ZC为差时，n初始值设为4；热堆建设时间t的初始条件根据快堆技术发展情况JS来设置；若快堆技术发展情况JS为好时，t初始值设为12；若快堆技术发展情况JS为中时，t初始值设为22；若快堆技术发展情况JS为差时，t初始值设为38。10.根据权利要求9所述的一种热堆快堆二元体系发展规模预测方法，其特征在于：所述的步骤4包括以下分步骤：步骤4.1：计算快堆的钚累计产生量
步骤4.2：计算后处理厂的钚累计产生量步骤4.3：计算快堆在初装料上的钚累计消耗量步骤4.4：计算快堆在年换料上的钚累计消耗量步骤4.5：对快堆每年新建台数n
f
进行条件判断，得到快堆每年新建台...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，陈定，崔增琪，姜衡，李林蔚，孔祥银，王娅琦，金涛涛，刘达，刘秀，房勇汉，
申请(专利权)人：中核战略规划研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：