【摘要】：聚變裂變混合堆綜合了聚變、裂變技術,取長補短,是實現(xiàn)核能可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。Z-FFR(Z-Pinch Driven Fusion-fission hybrid reactor)利用Z-Pinch聚變技術,設計穩(wěn)定脈沖式燃燒的聚變裝置作為中子源,驅動以水作冷卻劑的次臨界裂變包層,包層釋能有很強的脈沖特性,急速超強的功率脈沖可能引發(fā)非傅里葉熱傳導效應,導致傳熱惡化,必須開發(fā)包含非傅里葉熱傳導模型的程序評估其對次臨界包層熱工安全特性的影響。本文以此為背景,對Z-FFR次臨界包層開展了傳熱分析,主要包括以下內(nèi)容：(1)推導了含有內(nèi)熱源的非傅里葉熱傳導控制方程,討論了與經(jīng)典傳熱理論的區(qū)別,建立了次臨界包層傳熱分析的數(shù)學模型。(2)利用有限容積法開發(fā)了包含非傅里葉傳熱模型的計算程序,采用二階隱式離散格式及雙時間步進方法求解非定常問題,通過算例分析,驗證了程序的可靠性。(3)在歸納次臨界包層熱源特性及明確包層結構的基礎上,開展了Z-FFR次臨界包層的瞬態(tài)傳熱分析,給出了包層各區(qū)域溫度穩(wěn)定周期性變化的建立時間,指出了熱點的徑向位置及形成時間,展示了次臨界包層及第一壁徑向溫度場在周期內(nèi)的變化過程,根據(jù)二維徑向模型的溫度場及能量守恒原則,計算了冷卻劑出口的平均溫度,并初步采用W-3公式得到了DNBR,驗證了次臨界包層的安全特性,對管道堵塞事故進行了分析,在8.3%堵管率情況下,次臨界包層仍處于安全狀態(tài),最后討論了弛豫時間對次臨界包層溫度場的影響,極大的弛豫時間會放大熱源波動項的貢獻。
【圖文】：

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本文編號：2630098