【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源需求不斷增加,核能的利用將成為我國(guó)能源發(fā)展重要組成部分。為了確保核反應(yīng)堆的安全,尤其是核反應(yīng)堆發(fā)生故障堆芯溫度迅速升高時(shí),要及時(shí)把核反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量傳遞出去。熱管是一種高效傳熱元件,隨著熱管技術(shù)的成熟發(fā)展,其在核電工程中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。熱管工作溫度范圍是由其工質(zhì)決定的,要對(duì)工質(zhì)熱性進(jìn)行研究。 根據(jù)核反應(yīng)堆一回路出口工作溫度在300℃左右,選擇工作溫度范圍在200℃-500℃的工質(zhì)。根據(jù)在此溫度范圍內(nèi)可選用工質(zhì)特性的比較,確定選用鈉鉀合金(其中鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55%)作為熱管的工質(zhì),并對(duì)其熱特性進(jìn)行研究。 鈉鉀合金熱特性研究建立的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括三部分：裝有鈉鉀合金的容器、電加熱爐及溫度測(cè)量系統(tǒng)。電加熱爐在前期的工作中已完成設(shè)計(jì),本論文完成容器設(shè)計(jì)、溫度測(cè)量方法研究、測(cè)溫儀準(zhǔn)確性研究及鈉鉀合金熱特性測(cè)試研究。 通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)外鈉鉀合金熱特性的研究,工質(zhì)、管殼材料和吸液芯材料設(shè)計(jì)原則及容器尺寸的設(shè)計(jì)要求,在此基礎(chǔ)上完成了容器的選材、焊接、檢漏、清洗、真空除氣、鈉鉀合金充裝過(guò)程。測(cè)溫裝置中采用精度不同的測(cè)溫電橋Microk400和Guildline6622A。在前期工作中完成電加熱爐設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,裝有鈉鉀合金的容器以及測(cè)溫裝置完成了兩套不同精度的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建。 測(cè)溫裝置包括標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)和高精度測(cè)溫電橋,標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量值準(zhǔn)確有效和高精度電橋正常工作時(shí)測(cè)量結(jié)果能夠真實(shí)有效的反映鈉鉀合金的熱特性。基于水三相點(diǎn)這一最重要、最準(zhǔn)確、最易于使用的溫度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)溫儀精確性研究。 電加熱爐設(shè)置溫度是由溫度控制儀控制的,大量應(yīng)用研究結(jié)果表明PID控制算法發(fā)展成熟并在溫度控制儀中廣泛使用。溫度控制儀通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)對(duì)電加熱爐的溫度控制,在此基礎(chǔ)上自整定得到PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)溫度的穩(wěn)定控制。當(dāng)自整定得到的PID參數(shù)不合適時(shí),通過(guò)手動(dòng)調(diào)整獲得合適的參數(shù)。 實(shí)驗(yàn)測(cè)試了兩套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)鈉鉀合金在200℃-500℃溫區(qū)內(nèi)的熱特性參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在200℃-500℃溫區(qū)內(nèi),鈉鉀合金在3個(gè)小時(shí)內(nèi)的穩(wěn)定性優(yōu)于8mK,0-5cm垂直溫場(chǎng)的均勻性優(yōu)于40mK；在200℃和400℃時(shí),1號(hào)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持溫場(chǎng)的穩(wěn)定：2號(hào)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠在短時(shí)間內(nèi)快速穩(wěn)定下來(lái),且保持溫場(chǎng)穩(wěn)定；關(guān)于300℃和500℃時(shí)兩套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)鈉鉀合金熱特性參數(shù)的比較研究,需要繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲得。 以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鈉鉀合金在200℃-500℃有良好的穩(wěn)定性和均勻性,為以鈉鉀合金為工質(zhì)的熱管在核反應(yīng)堆中的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TL353.1
【圖文】：

核反應(yīng)過(guò)程

中也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，只是相對(duì)于其它能源發(fā)電方式來(lái)說(shuō)，核能發(fā)電產(chǎn)生二氧化碳量最少，如圖1-2所示。HOQ 1290I I 1234 ； ,1200 i I 丨 I 最、恒■■是小恒1000 890 860 I 1m ■■i 咖uj— g 600 ^^ 460:ft|lT==^�！� ■ 11. ■? SL【棋 石油 天然氣 水電 核電 風(fēng)力太陽(yáng)能光伏生物質(zhì)能圖1-2溫室氣體排放比較(2)鈾礦資源存在地殼中儲(chǔ)存量較多，在海洋中也存在鈾礦。據(jù)估計(jì)，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間能不會(huì)出現(xiàn)鈾礦資源緊張的情況。世界已勘探開(kāi)采成本低于130美元/kg的鈾資源為3.95X106噸，低于80美元/kg的鈾資源為3.00X106噸，低于40美元/kg的鈾資源為1.25><：106噸。目前開(kāi)采的均為20美元/kg?40美元/kg低成本鈾資源[2]。如果大規(guī)模利用核能發(fā)電，鈾資源不會(huì)成為限制核能發(fā)展的因素，何況還有豐富的社資源2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2742491