液態(tài)燃料熔鹽堆采用溶解了易裂變材料的高溫熔融態(tài)熔鹽作為核燃料,在安全性和中子經(jīng)濟性等方面具有顯著優(yōu)勢,并在釷-鈾增殖和超鈾核廢料嬗變等方面有潛在的應用。熔鹽堆起源于上世紀50年代美國的橡樹林實驗室,并于2002年第四代核反應堆國際論壇上被選為六種優(yōu)先發(fā)展的堆型之一。2011年,中國科學院啟動國家先導科技專項“未來先進核裂變能——釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)”,專項致力于研發(fā)熔鹽堆系統(tǒng)以實現(xiàn)釷資源高效利用。石墨慢化通道式熔鹽堆是液態(tài)燃料熔鹽堆的一種典型設(shè)計。該類型反應堆采用石墨作為慢化材料,堆芯由截面為六邊形或四邊形的石墨組件規(guī)則排布構(gòu)成,燃料鹽在各個組件的熔鹽通道內(nèi)流動并發(fā)生裂變反應。石墨慢化通道式熔鹽堆與傳統(tǒng)反應堆在堆芯熱工水力學上有很大不同。首先,熔鹽堆中的裂變功率主要沉積在液態(tài)熔鹽中,并由燃料鹽的自身流動帶出堆芯,因此熔鹽堆是一個燃料自冷卻反應堆。由于中子和伽馬射線的輻照,堆芯內(nèi)石墨慢化材料中會沉積少量能量,這部分能量依賴熔鹽帶走,因此會發(fā)生慢化劑向燃料傳熱的現(xiàn)象。其次,由于燃料鹽在組件的熔鹽通道內(nèi)沿軸向流動,不同組件內(nèi)熔鹽沒有通過橫向流動產(chǎn)生的質(zhì)量、能量和動量交換,組件間熱量傳遞依賴于石墨...

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1熔鹽堆系統(tǒng)示意圖

該類型反應堆采用自然界唯一存在且豐度極低(約為素作為裂變材料。從總的裂變核燃料利用效率來看，天然鈾的利大部分的鈾資源(主要為238U)直接成為乏燃料而沒有得到充分利含有裂變產(chǎn)物和超鈾元素等長壽命高放核素及可用于制造核武得當今以壓水堆為代表的核能技術(shù)不僅在乏燃料處理上存在巨大散的危....

圖1.2MSRE實驗堆堆芯及石墨組件Figure1.2ThereactorcoreandfuelassemblyofMSRE

熔鹽堆穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)核熱耦合模型建立及安全特性研究了合金材料的可靠性。MSRE的成功運行說明了一回路放射性熔鹽及氣體可以得到長期安全有效的控制，證實了熔鹽堆的概念是可行的。截至目前為止，在MSRE上開展的大量實驗仍是檢驗熔鹽堆瞬態(tài)分析程序的唯一實驗數(shù)據(jù)來源。MSRE運行期間，除....

圖1.3冷態(tài)熔鹽實驗裝置及燃料棒示意圖

熔鹽堆穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)核熱耦合模型建立及安全特性研究的熔鹽堆研究處于停滯狀態(tài)。直到2011年1月中國科學院“未來先進核能——釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)”戰(zhàn)略性國家先導科技專項的正式立項，熔鹽統(tǒng)的研發(fā)工作才在中國重新開始。專項由中國科學院上海應用物理研究所SR中心承擔，致力于研發(fā)液....

圖1.4MSBR控制程序集總參數(shù)模型

圖1.4MSBR控制程序集總參數(shù)模型[57]Figure1.4Lumped-parametermodelofMSBRplant目前Guo[58]，SUZUKI[59],張大林[60]，蔡軍[61]、程懋松[62]和Auwerda[63]等人分別基于點堆中....

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