CAS OpenIR  > 中科院上海应用物理研究所2011-2019年
熔盐冷却球床堆堆芯热工水力特性数值分析
牛强
Subtype硕士
Thesis Advisor蔡翔舟
2014
Degree Grantor中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
Degree Discipline核能与核技术工程
Keyword熔盐冷却球床堆 热工分析 阻力因子 计算流体力学
Abstract熔盐冷却球床堆由美国加州大学伯克利分校和橡树岭国家实验室共同设计的一种安全性、经济性好的新型核反应堆,属于氟盐冷却高温堆中的一种,它集中了第四代核能系统中熔盐堆和高温气冷堆的各自优势,采用包覆颗粒技术的燃料球作为燃料元件,使用熔融盐作为堆芯冷却剂,具有高功率密度、低运行压力以及热电效率高等特点,既满足新一代核能系统的需求,在技术层面上又具有极大的可行性,在未来的能源系统中具有广阔的应用前景,对于改善环境、实现可持续发展具有重要意义,因而日益受到世界各国的关注。 对于核反应堆最基本要求是安全,在反应堆整个寿期内能够长期稳定运行,在事故工况下堆芯不受破坏,而且能够安全性要靠反应堆物理、热工、结构、材料、控制和化工等多方面的设计来共同保障,而热工水力设计在其中起着尤其重要的作用。反应堆热工水力分析是研究燃料元件内的温度分布、堆芯冷却剂的流动状况及传热特性以及在各种瞬态和事故工况下的压力、温度、流量等热力学参数随时间的变化。 本论文借助计算流体力学方法,利用FLUENT程序对美国加州大学伯克利分校设计的900MW模块化熔盐冷却球床堆进行了研究,分析了堆芯中心热通道内的稳态热工水力行为。在缺乏准确实验数据的情况下,通过附加不同的阻力因子来模拟堆芯球床、冷却剂的温度分布和冷却剂的流场情况,对经验公式的适用性进行了验证。通过对附加Ergun以及KTA阻力因子的计算结果分析表明,冷却剂平均温度,最高温度,固相球床的平均温度,最高温度在不同的阻力因子下差别均很小,对流固两项温场的分布影响不显著;不同的阻力因子对通道内流场的分布以及压降的影响较大;模块化熔盐冷却球床堆的设计具有较大的安全裕度,在失去部分冷却剂情况下堆芯燃料球温度仍能够处于安全阈值之内,热量能够被冷却剂有效的输出。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/14792
Collection中科院上海应用物理研究所2011-2019年
Recommended Citation
GB/T 7714
牛强. 熔盐冷却球床堆堆芯热工水力特性数值分析[D]. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所),2014.
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