聚變包層是聚變堆實現(xiàn)氚自持和能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵核心部件。作為中國聚變工程實驗堆(CFETR)三個候選包層概念之一的水冷固態(tài)陶瓷包層(WCCB)擬采用純Be球床和不同直徑比的兩元Li2TO3/Be12Ti混合增殖球床分區(qū)布置以滿足中子倍增和氚增殖要求,并使用低壓氦氣(混有0.1%的H2)將所產(chǎn)生的氚吹掃帶出。氦氣的吹掃壓降將直接影響包層氚吹掃系統(tǒng)的設(shè)計,球床中載氚氦氣的流動特性也將決定著氚的分布與提取效率,準(zhǔn)確把握氦氣在球床中的流動特性也是進(jìn)一步開展球床內(nèi)氚輸運分析的基礎(chǔ)。為獲得CFETR水冷固態(tài)包層球床中的詳細(xì)的流動特性,本文針對WCCB增殖球床設(shè)計特點,開展了氚吹掃氦氣在增殖球床中流動特性的數(shù)值模擬研究和實驗研究。數(shù)值模擬方面,采用DEM-CFD耦合方法首先對一元球床進(jìn)行了流動特性分析,驗證了方法的可行性并比較了不同接觸點處理方式對球床壓降計算結(jié)果的影響。繼而基于驗證后的DEM-CFD方法建立了滿足中子學(xué)要求的兩元混合增殖球床,主要分析了粒徑比為6:1和7:1的兩元球床的流動特性,包括孔隙率分布、速度分布和壓力分布,重點分析了不同尺寸比和填充率下兩元球床的壓降,得到了球床中氦氣的詳細(xì)流動...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外球床流動特性研究現(xiàn)狀
        1.2.1 聚變堆中球床流動特性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 其它類型球床流動特性研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容和意義
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究意義
第2章 一元球床CFD分析
    2.1 一元球床的生成
    2.2 模型的重建
    2.3 網(wǎng)格劃分和接觸點處理
        2.3.1 網(wǎng)格劃分
        2.3.2 接觸點處理
    2.4 網(wǎng)格無關(guān)性分析
    2.5 孔隙率分布分析
    2.6 速度分布分析
    2.7 壓力分布及壓降分析
    2.8 本章小結(jié)
第3章 兩元球床CFD分析
    3.1 兩元球床的生成
    3.2 模型的重建
    3.3 網(wǎng)格劃分和接觸點處理
    3.4 網(wǎng)格無關(guān)性分析
    3.5 孔隙率分布
    3.6 速度分布分析
    3.7 壓力分布及壓降分析
    3.8 本章小結(jié)
第4章 氚吹掃模擬實驗裝置設(shè)計與壓降初步實驗
    4.1 實驗設(shè)計目標(biāo)
    4.2 實驗設(shè)計方案
        4.2.1 真空抽氣系統(tǒng)
        4.2.2 氣路循環(huán)系統(tǒng)
        4.2.3 加熱與冷卻系統(tǒng)
        4.2.4 數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)
        4.2.5 閥門與管路系統(tǒng)
        4.2.6 安保系統(tǒng)
    4.3 裝置集成
    4.4 壓降初步實驗與結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3758873