本文在参考我国核电中长期发展规划的基础上,结合我国反应堆技术特征及参数,绘制了详细的一次通过循环方案(OTC)、单次U、Pu复用循环方案(TTC)和快堆-压水堆混合闭式循环方案(FRC)的循环框图;计算了相同发电量下每种循环方案的长期平衡物质流;进行了燃耗分析;并对燃料循环经济性(平准化发电成本)及组分敏感性进行了评估。最终集物质流、经济性和燃耗三位于一体对三种核燃料循环方案进行分析和对比,对我国未来核燃料循环方案的制定提供理论依据;并对实际循环方案实施具有实际指导意义,为其实现可能性将给出有力论证。平衡物质流计算结果表明,FRC方案在三种循环方案中所需的天然铀量、产生贫铀量及总燃料需求量均最小,促进了资源利用最优化。燃耗分析进一步说明FRC方案不仅所需U-238的量最小,而且对其消耗率最大,分别约为TTC和OTC方案的4.4和5.5倍;即FRC方案将可裂变核素U-238转化为易裂变核素的能力远远大于另外两种循环方案,较大程度上提高了铀资源的利用率。尽管TTC方案对U-238的消耗率大于OTC方案,但是两者差别不是很大(约1.2倍);故MOX燃料的应用在一定程度上能提高铀的利用率,短期内有一定的优势,但很难成为核能可持续发展的理想手段。尽管FRC方案卸料时乏燃料的总放射性活度最大,但是因其衰变的速率最大,故最先衰变到标准放射性活度刻度线。三种方案Pu的生成速率和产量由大到小依次为FRC、TTC、OTC,说明FRC方案可实现燃料的增殖。核电因“核”必须保障其安全性,又因“电”必须考虑其经济性。因此,开展核燃料循环方案的经济性评价研究对我国核燃料循环政策的制定和核能可持续发展有重要意义。本文计算了三种循环方案在相同发电量和不同折现率下全寿期平准化燃料发电成本,结果表明FRC方案的经济性在三种循环方案中最好,且稳定性与TTC方案也相差不大。对循环总成本影响最大的循环组分为快堆燃料制造成本,说明该方案摆脱了因铀资源市场价格波动造成的经济性不稳定问题。