【摘要】：核能已成為人類社會發(fā)展的重要能源之一。為了追求更高的安全性和經(jīng)濟(jì)性,國際上開展了第四代核能系統(tǒng)的研發(fā)工作,提出了包括熔鹽堆在內(nèi)的六種候選堆型。同時,小型模塊化反應(yīng)堆具有多用途、成本低、廠址適應(yīng)性好等特點(diǎn),也成為當(dāng)今國際核能行業(yè)研究的熱點(diǎn),多種類型的設(shè)計方案被提出。基于此,本文提出了一體化小型氟鹽冷卻高溫堆概念,采用FLiBe作為一回路冷卻劑,換熱器一體化布置在反應(yīng)堆容器內(nèi)部,并且一回路采用自然循環(huán)的冷卻方式。一體化小型氟鹽冷卻高溫堆集熔鹽堆、小型堆和自然循環(huán)反應(yīng)堆特點(diǎn)于一身,具有良好的固有安全特性。本文主要針對與自然循環(huán)冷卻方式密切相關(guān)的熱工水力設(shè)計,瞬態(tài)安全特性和不確定性與敏感性等關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究。首先,利用單通道模型,壓降模型,換熱器模型完成了一體化小型氟鹽冷卻高溫堆方案設(shè)計。在此基礎(chǔ)上,利用RELAP5-MS系統(tǒng)分析程序,選取了一根控制棒在功率運(yùn)行下失控提出事故,全廠斷電事故,一根控制棒誤提出未能緊急停堆(ATWS)事故和失去廠外電未能緊急停堆(ATWS)事故四個典型事故進(jìn)行了研究,評價了設(shè)計方案的固有安全特性。最后,以一根控制棒誤提出未能緊急停堆(ATWS)事故為例,對相關(guān)輸入?yún)?shù)進(jìn)行了不確定性和敏感性分析,得出了對事故工況發(fā)展具有重要影響的參數(shù),并進(jìn)一步驗證了該反應(yīng)堆具有非能動固有安全特性。本文初步建立了該反應(yīng)堆熱工水力與安全分析研究的基礎(chǔ),得到了對于瞬態(tài)特性影響較大的參數(shù)。研究結(jié)果表明,一體化的小型氟鹽冷卻高溫堆具有可行性,可列入未來小型堆發(fā)展的研究范疇內(nèi)。本論文研究成果對經(jīng)濟(jì)性與安全性協(xié)調(diào)發(fā)展的先進(jìn)核能系統(tǒng)的研究具有一定價值和意義,為一體化的小型氟鹽冷卻高溫堆的設(shè)計提供了部分基礎(chǔ)支持,并為該類型反應(yīng)堆的安全分析積累了經(jīng)驗。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TL33

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本文編號：2806011