在磁約束聚變堆中,包層是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和氣增殖的關(guān)鍵部件,為有效提高氣增殖比和能量放大倍數(shù),課題組提出了一種采用天然鈾作為中子倍增劑的高增益包層方案,該包層還可在同等核功率條件下減少氚消耗、降低對(duì)結(jié)構(gòu)材料抗輻照性能的要求,具有良好的應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí),裂變材料的引入也帶來(lái)了余熱安全問(wèn)題,為確保包層在各種運(yùn)行工況和典型事故工況下的安全性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,有必要開(kāi)展相應(yīng)的熱工安全分析。本文基于高增益包層結(jié)構(gòu)-物理設(shè)計(jì)方案,采用系統(tǒng)分析程序RELAP5和計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT對(duì)該包層全包層尺度的熱工安全特性進(jìn)行了計(jì)算和分析研究,具體工作如下:首先利用RELAP5程序,針對(duì)高增益包層內(nèi)部管道密集、流動(dòng)傳熱結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn),對(duì)單個(gè)包層的燃料區(qū)建模方法進(jìn)行了詳細(xì)的研究,提出了兩種建模方式,隨后完成了第一壁-產(chǎn)氚區(qū)的建模。隨后,通過(guò)修改熱構(gòu)件模型,加入等效的材料熱導(dǎo)率,實(shí)現(xiàn)了兩套冷卻系統(tǒng)間的熱量傳導(dǎo),并完成了單個(gè)包層模塊的建模及穩(wěn)態(tài)驗(yàn)證。將所有的包層模塊模型接入總回路,建立起完整的全堆模型。經(jīng)過(guò)調(diào)試,模型在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的各項(xiàng)熱工水力參數(shù)與設(shè)計(jì)值最大偏差小于0.4%。隨后選取了燃料區(qū)回路全部失流、燃料區(qū)回路... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)工程物理研究院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２高增益包層總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)??

２．２．１包層總體結(jié)構(gòu)??按照ＣＦＥＴＲ的結(jié)構(gòu)接口參數(shù)，確定了高增益包層通過(guò)背板式支撐結(jié)構(gòu)安裝到屏蔽??包層上，屏蔽包層再固定于真空室的雙層殼式壁結(jié)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖２．２所示。??包層在底部的偏濾器和頂部的連接部分分開(kāi)，沿徑向分為內(nèi)、外兩個(gè)部分，內(nèi)側(cè)部分??沿環(huán)向３６０°被分為３２瓣，外側(cè)部分沿環(huán)向３６０°被分為４８瓣。如果根據(jù)真空殼上的??開(kāi)窗口數(shù)量將真空殼和包層沿環(huán)向分為相同數(shù)量的扇區(qū)，則將有１６個(gè)相同的扇區(qū)結(jié)構(gòu)??（Ｄ字形部件），每個(gè)扇區(qū)的環(huán)向張角為２２．５°，每個(gè)扇區(qū)內(nèi)沿環(huán)向有２瓣內(nèi)包層和３??瓣外包層，每個(gè)扇區(qū)包含上、中和下窗口各１個(gè)。??，—ｒｒ１？＇?■，??圖２．２高增益包層總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)??為了適應(yīng)裝置內(nèi)空間

圖２．５?１／４包層截面圖??的物理性能考量指標(biāo)主要由３個(gè)，分別是氣增殖比ＴＢＲ、能量殖比Ｆ／Ｂ，它們的具體定義如下：??比（ＴＢＲ）??應(yīng)聚變堆，通過(guò)中子與氣增殖劑鋰反應(yīng)實(shí)現(xiàn)氚的供給，６Ｌｉ和７Ｌｉ?＋?Ｔ?＋?＾［４．７８４ｅＦ］?（２－１）???＋?Ｔ?＋?ｎ＇＋Ｑ?［－２．４６７ｅ?Ｖ］?（２－２）??和Ｑ分別表示中子、ｃｔ粒子和反應(yīng)能。??式如下：??Ｔ７＝＼＼＜ｐ．Ｚ（ｎＭ）ｒ?ｄＥｄＶ?＋Ｊ｜?（ｊ）?碎?ｄＥｄＶ?（３－３）??７分別是６Ｌｉ和７Ｌｉ反應(yīng)產(chǎn)生的氣。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3280128