球床式氟盐冷却高温堆球床堆积规律研究

发布时间：2024-03-11 21:17

　　球床式氟盐冷却高温堆是第四代反应堆之一,结合了高温气冷堆和熔盐堆的优点,因具有较高经济性、本征安全性而备受推崇。堆芯中燃料球随机堆积形成的球床结构受熔盐流动、外力等因素影响发生变化而影响堆芯稳定性。目前针对球床堆积规律的实验和理论研究还不够充分,已有干燥环境中的球床堆积规律研究结果不适用于高温熔盐环境。开展液态环境下的堆芯球床规律的研究和模拟,是球床式氟盐冷却高温堆研发和工程建设中的一项重要内容。鉴于开展熔盐环境下的原型尺寸实验成本过高,本论文采用缩比实验同时结合DEM模拟基于TMSR-SF1堆型进行了球床规律研究。首先基于相似理论,采用聚丙烯塑料球和水模拟燃料球和熔盐,针对不同实验需求提出了适用的缩比方法,搭建了包括球循环模拟实验装置PRED、球床密实实验装置PBDE等在内的一系列模化缩小的实验装置。然后通过实验并结合DEM模拟研究了液体浮力场中影响球床特性的关键因素,获得了不同工况下球床堆积因子分布。研究中提出了底部装料上部卸料的方案设计并实验论证了方案的可行性。主要研究成果如下:正常工况下球床堆积规律研究表明:(1)球床式氟盐冷却高温堆平均堆积因子小于气冷堆0.6。TMSR-SF...

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1燃料球结构[20]

球床式氟盐冷却高温堆球床规律研究4先进技术如非能动冷却系统等。由于具有较成熟的技术技术和安全优势，被认为具有较高的商业可行性。2006年之后，威斯康辛大学、MIT、UCB、ORNL、INL等[19]研究提出了球床式先进高温堆即球床式氟盐冷却高温堆的概念设计，包括一体化、模块化和环....

图1.2PB-AHTR堆芯[21]及球床示意图

第1章绪论5制在燃料球内部，防止放射向外扩散。将燃料球技术应用到熔盐堆中，堆芯冷却剂最高运行温度一般不超过1000℃，使得堆系统具有较大安全裕量。由于熔盐良好的传热性能，堆芯允许较高功率密度，燃料球装载量可以提升，需要制造的燃料球数目和需要处理的乏燃料体积也会大大地减少。一体化球....

图1.3MPB-AHTR堆芯结构示意图[23]

球床式氟盐冷却高温堆球床规律研究6通道设计，燃耗高的循环进入中心通道，而燃耗低的进入周围通道，使堆芯功率展平并提高了燃料利用率。图1.3MPB-AHTR堆芯结构示意图[23]Figure1.3SchemeofMPB-AHTR在MPB-AHTR的设计中，燃料球为环形设计。燃料球直径....

图1.4环形球床先进高温堆的截面图[24]

第1章绪论7图1.4环形球床先进高温堆的截面图[24]Figure1.4SectiondiagramofAnnularPebblebedadvancedhightemperaturereactor近几年，美国KairosPower公司致力于推动球床式氟盐冷却高温堆KP-FHR，预....

本文编号：3926061