發(fā)布時間：2021-07-12 14:57

　　在磁約束聚變堆中,包層是實現(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、降低對結(jié)構(gòu)材料抗輻照性能的要求,具有良好的應(yīng)用場景。同時,裂變材料的引入也帶來了余熱安全問題,為確保包層在各種運行工況和典型事故工況下的安全性能滿足設(shè)計要求,有必要開展相應(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)計方案,采用系統(tǒng)分析程序RELAP5和計算流體力學(xué)軟件FLUENT對該包層全包層尺度的熱工安全特性進行了計算和分析研究,具體工作如下:首先利用RELAP5程序,針對高增益包層內(nèi)部管道密集、流動傳熱結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點,對單個包層的燃料區(qū)建模方法進行了詳細(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,通過修改熱構(gòu)件模型,加入等效的材料熱導(dǎo)率,實現(xiàn)了兩套冷卻系統(tǒng)間的熱量傳導(dǎo),并完成了單個包層模塊的建模及穩(wěn)態(tài)驗證。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)過調(diào)試,模型在穩(wěn)態(tài)運行時的各項熱工水力參數(shù)與設(shè)計值最大偏差小于0.4%。隨后選取了燃料區(qū)回路全部失流、燃料區(qū)回路... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２高增益包層總體結(jié)構(gòu)設(shè)計??

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，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，沿徑向分為內(nèi)、外兩個部分，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個相同的扇區(qū)結(jié)構(gòu)??（Ｄ字形部件），每個扇區(qū)的環(huán)向張角為２２．５°，每個扇區(qū)內(nèi)沿環(huán)向有２瓣內(nèi)包層和３??瓣外包層，每個扇區(qū)包含上、中和下窗口各１個。??，—ｒｒ１？＇?■，??圖２．２高增益包層總體結(jié)構(gòu)設(shè)計??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，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，通過中子與氣增殖劑鋰反應(yīng)實現(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】：
期刊論文
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碩士論文
[1]CFETR水冷固態(tài)包層瞬態(tài)與典型事故的熱工水力分析[D]. 崔青藍(lán).中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[2]核電站穩(wěn)壓器機理建模分析及控制研究[D]. 許志斌.華南理工大學(xué) 2016
[3]RELAP5計算低壓自然循環(huán)流動適用性驗證與分析[D]. 雷文靜.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[4]CFETR氦冷固態(tài)包層第一壁設(shè)計優(yōu)化與瞬態(tài)熱工安全分析[D]. 劉倩雯.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[5]基于OVATION的AP1000核電站穩(wěn)壓器控制方法研究[D]. 方久春.哈爾濱工程大學(xué) 2011



本文編號：3280128