50克量級流氣式氚量熱計的研制
發(fā)布時間：2021-04-14 22:15
氫同位素儲存與供給系統(tǒng)（SDS）是聚變堆燃料循環(huán)的重要組成部分,其主要功能是實現(xiàn)氘氚燃料的快速儲存與供給。氚具有放射性,為了維持聚變堆的安全運行,需定期將堆內(nèi)的氚運輸至SDS系統(tǒng)進行測量。在SDS系統(tǒng)測氚方式中流氣式量熱法以其安全方便的優(yōu)勢為目前研究的主流。本文針對ITER對流氣式量熱計在量熱平衡時間以及測量精度上設(shè)立的技術(shù)要求。從床體結(jié)構(gòu)、冷卻介質(zhì)和操作條件三個關(guān)鍵因素著手,模擬研究了床體內(nèi)氚衰變的傳熱過程。在此基礎(chǔ)上完成了50克量級流氣式量熱計的設(shè)計與制造并考察了它的測氚性能。本論文工作的主要內(nèi)容如下:（1）薄壁同心管狀床的熱力學(xué)數(shù)值分析根據(jù)薄壁同心管狀床實際尺寸,建立了3D幾何模型,采用CFX計算流體力學(xué)軟件模擬薄壁同心管狀床中金屬氫化物層厚度、冷卻管數(shù)量、冷卻介質(zhì)種類以及流量大小對流氣式量熱計熱平衡時間的影響。模擬結(jié)果表明,當(dāng)床體內(nèi)冷卻管的數(shù)量為12、金屬氫化物層的厚度為23mm、冷卻氣體用20 SLMP的CO2時,能達到模擬過程最佳性能,量熱平衡時間僅為4.5h。（2）流氣式量熱計的原理以及結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)流氣式氚量熱計的功能需求將其設(shè)計為三個子系統(tǒng),分別用...
【文章來源】：南華大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】：71 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究目的與意義
1.1.1 核聚變能
1.1.2 國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆（ITER）
1.1.3 中國聚變工程試驗堆（CFETR）
1.2 聚變堆內(nèi)氚庫存追蹤技術(shù)
1.3 流氣式量熱計國內(nèi)外研究進展
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 薄壁同心管狀床的熱力學(xué)數(shù)值分析
2.1 引言
2.2 CFX軟件介紹
2.3 模型建立、網(wǎng)格劃分以及邊界條件的設(shè)置
2.4 模擬結(jié)果
2.4.1 冷卻管樣式的影響
2.4.2 金屬氫化物層厚度的影響
2.4.3 冷卻介質(zhì)的影響
2.4.4 流量的影響
2.5 小結(jié)
第3章 流氣式量熱計的原理以及結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 流氣式量熱計測量原理
3.2 流氣式量熱計整體系統(tǒng)構(gòu)成
3.3 量熱床體設(shè)計
3.4 管路系統(tǒng)設(shè)計
3.5 小結(jié)
第4章 50克量級流氣式量熱計的制造以及性能研究
4.1 引言
4.2 實驗
4.2.1 實驗儀器
4.2.2 實驗條件與步驟
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 測量平衡時間
4.3.2 曲線校準
4.3.3 不確定度分析
4.4 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 論文研究總結(jié)
5.2 研究展望
參考文獻
作者攻讀學(xué)位期間的科研成果
致謝
【參考文獻】：
期刊論文
[1]方柱繞流CFX三維數(shù)值模擬[J]. 付英男,趙西增,王興剛. 水動力學(xué)研究與進展A輯. 2015(04)
[2]自動化量熱測氚裝置研制[J]. 王國慶,柴愛民,王世克,徐廣林,李旭淵. 原子能科學(xué)技術(shù). 2011(09)
[3]非設(shè)計工況下離心泵二次流旋渦的流動軌跡數(shù)值模擬及試驗研究[J]. 俞志君,趙博,巫進,姜大連,戴露. 中國農(nóng)村水利水電. 2011(09)
[4]基于FLUENT的排氣消聲器內(nèi)部流場仿真分析[J]. 左言言,顧穎. 小型內(nèi)燃機與摩托車. 2011(01)
[5]磁約束聚變堆及ITER實驗包層模塊設(shè)計研究進展[J]. 吳宜燦,王紅艷,柯嚴,汪衛(wèi)華,陳紅麗,劉松林,黃群英,FDS團隊. 原子核物理評論. 2006(02)
[6]量熱法測量貯氚容器中的氚[J]. 羅學(xué)建,羅文華,蔣國強,蒙大橋,唐洪全. 原子能科學(xué)技術(shù). 2004(02)
博士論文
[1]百克氚量級氫同位素儲氫床研究[D]. 寇化秦.北京理工大學(xué) 2016
[2]聚變堆燃料循環(huán)與氚資源可持續(xù)性研究[D]. 倪木一.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]某型微渦噴發(fā)動機噴油環(huán)優(yōu)化設(shè)計[D]. 譚錕.南昌航空大學(xué) 2019
[2]TBM氚提取系統(tǒng)事故性氚釋放的模擬研究[D]. 劉貴議.南華大學(xué) 2017
[3]管殼式換熱器設(shè)計方法與數(shù)值模擬研究[D]. 文宏剛.華東理工大學(xué) 2012
本文編號：3138109
【文章來源】：南華大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】：71 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究目的與意義
1.1.1 核聚變能
1.1.2 國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆（ITER）
1.1.3 中國聚變工程試驗堆（CFETR）
1.2 聚變堆內(nèi)氚庫存追蹤技術(shù)
1.3 流氣式量熱計國內(nèi)外研究進展
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 薄壁同心管狀床的熱力學(xué)數(shù)值分析
2.1 引言
2.2 CFX軟件介紹
2.3 模型建立、網(wǎng)格劃分以及邊界條件的設(shè)置
2.4 模擬結(jié)果
2.4.1 冷卻管樣式的影響
2.4.2 金屬氫化物層厚度的影響
2.4.3 冷卻介質(zhì)的影響
2.4.4 流量的影響
2.5 小結(jié)
第3章 流氣式量熱計的原理以及結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 流氣式量熱計測量原理
3.2 流氣式量熱計整體系統(tǒng)構(gòu)成
3.3 量熱床體設(shè)計
3.4 管路系統(tǒng)設(shè)計
3.5 小結(jié)
第4章 50克量級流氣式量熱計的制造以及性能研究
4.1 引言
4.2 實驗
4.2.1 實驗儀器
4.2.2 實驗條件與步驟
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 測量平衡時間
4.3.2 曲線校準
4.3.3 不確定度分析
4.4 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 論文研究總結(jié)
5.2 研究展望
參考文獻
作者攻讀學(xué)位期間的科研成果
致謝
【參考文獻】：
期刊論文
[1]方柱繞流CFX三維數(shù)值模擬[J]. 付英男,趙西增,王興剛. 水動力學(xué)研究與進展A輯. 2015(04)
[2]自動化量熱測氚裝置研制[J]. 王國慶,柴愛民,王世克,徐廣林,李旭淵. 原子能科學(xué)技術(shù). 2011(09)
[3]非設(shè)計工況下離心泵二次流旋渦的流動軌跡數(shù)值模擬及試驗研究[J]. 俞志君,趙博,巫進,姜大連,戴露. 中國農(nóng)村水利水電. 2011(09)
[4]基于FLUENT的排氣消聲器內(nèi)部流場仿真分析[J]. 左言言,顧穎. 小型內(nèi)燃機與摩托車. 2011(01)
[5]磁約束聚變堆及ITER實驗包層模塊設(shè)計研究進展[J]. 吳宜燦,王紅艷,柯嚴,汪衛(wèi)華,陳紅麗,劉松林,黃群英,FDS團隊. 原子核物理評論. 2006(02)
[6]量熱法測量貯氚容器中的氚[J]. 羅學(xué)建,羅文華,蔣國強,蒙大橋,唐洪全. 原子能科學(xué)技術(shù). 2004(02)
博士論文
[1]百克氚量級氫同位素儲氫床研究[D]. 寇化秦.北京理工大學(xué) 2016
[2]聚變堆燃料循環(huán)與氚資源可持續(xù)性研究[D]. 倪木一.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]某型微渦噴發(fā)動機噴油環(huán)優(yōu)化設(shè)計[D]. 譚錕.南昌航空大學(xué) 2019
[2]TBM氚提取系統(tǒng)事故性氚釋放的模擬研究[D]. 劉貴議.南華大學(xué) 2017
[3]管殼式換熱器設(shè)計方法與數(shù)值模擬研究[D]. 文宏剛.華東理工大學(xué) 2012
本文編號：3138109
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