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(jì)性等方面具有顯著優(yōu)勢(shì),并在釷-鈾增殖和超鈾核廢料嬗變等方面有潛在的應(yīng)用。熔鹽堆起源于上世紀(jì)50年代美國(guó)的橡樹林實(shí)驗(yàn)室,并于2002年第四代核反應(yīng)堆國(guó)際論壇上被選為六種優(yōu)先發(fā)展的堆型之一。2011年,中國(guó)科學(xué)院?jiǎn)?dòng)國(guó)家先導(dǎo)科技專項(xiàng)“未來(lái)先進(jìn)核裂變能——釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)”,專項(xiàng)致力于研發(fā)熔鹽堆系統(tǒng)以實(shí)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(jì)。該類型反應(yīng)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(gè)組件的熔鹽通道內(nèi)流動(dòng)并發(fā)生裂變反應(yīng)。石墨慢化通道式熔鹽堆與傳統(tǒng)反應(yīng)堆在堆芯熱工水力學(xué)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(dòng)帶出堆芯,因此熔鹽堆是一個(gè)燃料自冷卻反應(yīng)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(huì)沉積少量能量,這部分能量依賴熔鹽帶走,因此會(huì)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(dòng),不同組件內(nèi)熔鹽沒有通過(guò)橫向流動(dòng)產(chǎn)生的質(zhì)量、能量和動(dòng)量交換,組件間熱量傳遞依賴于石墨...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1熔鹽堆系統(tǒng)示意圖

該類型反應(yīng)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(lái)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(zhǎng)壽命高放核素及可用于制造核武得當(dāng)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(shí)驗(yàn)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(yùn)行說(shuō)明了一回路放射性熔鹽及氣體可以得到長(zhǎng)期安全有效的控制，證實(shí)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(shí)驗(yàn)仍是檢驗(yàn)熔鹽堆瞬態(tài)分析程序的唯一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)源。MSRE運(yùn)行期間，除....

圖1.3冷態(tài)熔鹽實(shí)驗(yàn)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(guó)科學(xué)院“未來(lái)先進(jìn)核能——釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)”戰(zhàn)略性國(guó)家先導(dǎo)科技專項(xiàng)的正式立項(xiàng)，熔鹽統(tǒng)的研發(fā)工作才在中國(guó)重新開始。專項(xiàng)由中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所SR中心承擔(dān)，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(diǎn)堆中....

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