熔鹽堆是核裂變反應(yīng)堆的一種,其主冷卻劑,甚至核燃料本身是一種熔融態(tài)混合鹽。作為第四代核反應(yīng)堆六種堆型之一,熔鹽堆以其安全性（常壓運(yùn)行）、良好的中子經(jīng)濟(jì)性以及高熱效率等特點著稱。在熔鹽堆中,一般以核石墨作為反射體及慢化體材料,與熔鹽直接接觸。由于石墨存在孔隙,在熔鹽堆環(huán)境中熔鹽可能浸滲到石墨的孔隙中,引起石墨力學(xué)、熱學(xué)性能的變化,加速石墨損傷。因此石墨的滲透性對熔鹽堆的運(yùn)行特性和服役壽命具有重大的影響。目前,核石墨材料的研發(fā)主要被用于高溫氣冷堆,并沒有專門為熔鹽堆開發(fā)的商業(yè)核石墨。為熔鹽堆研發(fā)并篩選符合要求的核石墨成為熔鹽堆商業(yè)化一個必不可少的研究課題。2011年中國科學(xué)院啟動了釷基熔鹽堆（TMSR）項目,目標(biāo)發(fā)展固態(tài)和液態(tài)燃料熔鹽堆,以便在未來20³0年內(nèi)爭取實現(xiàn)釷資源的有效利用以及核能制氫。TMSR是以核石墨為反射體及慢化體材料,2Li F-BeF₂（FLiBe）熔鹽為一回路主冷卻劑的反應(yīng)堆。針對TMSR項目研發(fā)了三個牌號候選核石墨,分別為細(xì)顆粒石墨NG-CT-10、超細(xì)顆粒石墨NG-CT-50和T220。驗證在TMSR環(huán)境下候選核石墨是否... 

【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)】：107 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

石墨在不同尺度上的結(jié)構(gòu)特征

圖 1.3 汞與熔鹽浸滲實驗結(jié)果對比1.3 Comparison of infiltration tests between mercury/graphite and molten salt/graphite sE中使用的石墨為CGB石墨，該石墨專為熔鹽反應(yīng)堆生產(chǎn)，通過石油焦和粘結(jié)成型，并于2800℃石墨化。通過一系列的浸漬和熱處理，獲得了低的熔鹽滲為高度各向異性，平均體積密度為1.86 g/cm3，總孔隙率為18.0%，可進(jìn)入孔 μm，占石墨總體積4%左右。ORNL采用標(biāo)準(zhǔn)熔鹽浸滲實驗對CGB石墨的熔評估，結(jié)果表明：在CGB石墨中，熔鹽浸滲體積小于0.2%，低于MSRE設(shè)計。研究核石墨與氟化物熔鹽浸滲規(guī)律的成果主要在2011年由中國科學(xué)院上海應(yīng)立的“釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)項目”成立以后。賀周同等[40]發(fā)表了核石墨在iF-11.5%NaF-42%KF（mol.%））熔鹽中浸滲量隨浸滲壓強(qiáng)的變化規(guī)律。結(jié)果量隨著壓強(qiáng)的增加而增加，直至平衡；用壓汞儀測量得出的浸滲量曲線與熔張寶亮[41]，戚威[42]研究表明：石墨FLiNaK熔鹽浸滲量與時間無關(guān)。

圖 2.1 石墨與熔鹽浸滲實驗裝置示意圖2.1Schematic of the equipment used for infiltration tests of graphite by molt圖 2.2 核石墨與 FLiBe 熔鹽相容性實驗裝置圖tograph of the assembly used for infiltration tests of nuclear graphite by mol


本文編號：3416768