發(fā)布時間：2021-05-10 14:04

　　熔鹽堆是第四代核能系統(tǒng)的六種候選堆型之一,特殊之處在于采用液態(tài)熔鹽作為冷卻劑和增殖燃料,其在固有安全性、中子經(jīng)濟性、核燃料循環(huán)、小型化、在線處理、核資源的有效利用和防止核擴散等方面具有突出的優(yōu)點。中科院在2011年啟動的戰(zhàn)略先導(dǎo)專項之釷基熔鹽堆核能系統(tǒng),其目標(biāo)之一是建成熱功率為2MW的液態(tài)釷基熔鹽實驗堆（TMSR-LF1）。液態(tài)熔鹽堆的燃料通道是閉式循環(huán)通道,相鄰?fù)ǖ乐g的熔鹽流體沒有質(zhì)量和動量的交換過程。在反應(yīng)堆熱工水力設(shè)計中,依據(jù)各冷卻劑通道進出口的溫度、流量、進口壓力等已知條件,確定堆芯進口流量的分配和堆芯內(nèi)部的壓力分布;依據(jù)堆芯軸向和徑向的功率分布,計算各冷卻劑通道的溫度分布。在液態(tài)熔鹽堆熱工水力設(shè)計中,堆芯進口的流量分配正比于釋熱量分布,通過采用堆芯徑向不同區(qū)域內(nèi)冷卻劑流量不相同辦法,展平堆芯徑向的功率不均勻程度,從而保證堆芯上腔室中熔鹽流體的均勻混合,避免熔鹽流體分層流動和熱點漂移。本論文以2MW液態(tài)釷基熔鹽實驗堆（TMSR-LF1）為研究對象,使用三維建模軟件Solid-Works建立TMSR-LF1堆芯三維幾何模型,以計算流體力學(xué)軟件ANSYS FLUENT為主要研究工... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 液態(tài)熔鹽堆研究現(xiàn)狀
        1.2.1 ANP
        1.2.2 ARE
        1.2.3 MERE
        1.2.4 MSBR
        1.2.5 MSFR
        1.2.6 MOSART
        1.2.7 FUJI-12
        1.2.8 TMSR
    1.3 反應(yīng)堆流量分配研究現(xiàn)狀
    1.4 2MW液態(tài)燃料熔鹽堆概述
    1.5 論文研究內(nèi)容介紹
第2章 原理與計算軟件
    2.1 液態(tài)熔鹽堆流量分配基本原理
    2.2 計算流體力學(xué)基本原理
        2.2.1 計算流體力學(xué)基本方程組
        2.2.2 計算流體力學(xué)中湍流模型介紹
        2.2.3 數(shù)值離散方法和算法介紹
    2.3 計算軟件
        2.3.1 計算軟件介紹
        2.3.2 數(shù)據(jù)處理方法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 液態(tài)燃料熔鹽堆堆芯流量分配設(shè)計
    3.1 液態(tài)堆流量分配設(shè)計的意義
    3.2 堆芯流量分配方案設(shè)計
        3.2.1 下腔室結(jié)構(gòu)改進
        3.2.2 流量分配裝置設(shè)計
        3.2.3 堆芯流量分配設(shè)計方案
        3.2.4 堆芯流量分配方案評價指標(biāo)
    3.3 堆芯流量分配設(shè)計方案驗證
        3.3.1 計算模型簡介
        3.3.2 網(wǎng)格模型簡介
        3.3.3 邊界條件和物性參數(shù)
        3.3.4 計算結(jié)果分析討論
        3.3.5 流量分配板位置影響分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 液態(tài)熔鹽堆堆芯流量分配優(yōu)化設(shè)計
    4.1 堆芯流量分配優(yōu)化設(shè)計方案
        4.1.1 上腔室結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計
        4.1.2 流量分配裝置優(yōu)化設(shè)計
        4.1.3 堆芯流量分配優(yōu)化設(shè)計方案
    4.2 優(yōu)化方案整體網(wǎng)格模型建立
    4.3 優(yōu)化方案計算邊界條件說明
        4.3.1 熔鹽通道燃料及石墨組件熱源加載方式
        4.3.2 上下熔鹽腔室燃料熱源及反射層熱源加載方式
    4.4 優(yōu)化方案湍流模型敏感性分析
    4.5 上下腔室結(jié)構(gòu)對堆芯流量分配影響分析
        4.5.1 熔鹽通道流量分配均勻性和壓降分析
        4.5.2 渦流抑制性分析
        4.5.3 熔鹽通道流量分配與功率分布匹配性分析
    4.6 流量分配裝置對堆芯流量分配影響
        4.6.1 熔鹽通道流量分配均勻性分析
        4.6.2 流量分配裝置對下腔室渦流抑制性分析
        4.6.3 流量分配裝置對堆芯壓降影響分析
        4.6.4 熔鹽通道流量分配與功率分布匹配性分析
    4.7 堆芯溫度分布不對稱性分析
    4.8 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 堆芯流量分配優(yōu)化方案
    5.2 論文創(chuàng)新點
    5.3 未來工作展望
參考文獻
論文發(fā)表情況
附錄
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]堆芯下腔室導(dǎo)流圍筒對流場影響的數(shù)值研究[J]. 鄭健濤,李華奇.  核動力工程. 2015(01)
[3]反應(yīng)堆下腔室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J]. 張宏亮,劉海鵬,方才順,盧川.  核動力工程. 2014(03)
[4]導(dǎo)流圍板對堆芯入口流量分配影響的數(shù)值分析[J]. 唐茂,張明乾,陳亮,于曉雷.  核動力工程. 2013(S2)
[5]陳堃:探索核能安全之路[J]. 張洋.  中國發(fā)明與專利. 2013(01)
[6]未來先進核裂變能——TMSR核能系統(tǒng)[J]. 江綿恒,徐洪杰,戴志敏.  中國科學(xué)院院刊. 2012(03)
[7]板型燃料組件池式反應(yīng)堆堆芯流量分配[J]. 王金華,薄涵亮,鄭文祥,姜勝耀.  清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2004(06)
[8]600MW反應(yīng)堆堆芯入口流量分配實驗研究[J]. 汪利民,宗桂芳,尹濤.  工程熱物理學(xué)報. 1999(02)



本文編號：3179491