硝酸盐自然循环回路运行特性的数值模拟

发布时间：2020-10-17 08:07

　　 熔盐堆作为六种第四代核能系统的候选堆型之一，具有良好的经济性、安全性、可持续性和防核扩散性等优点。熔盐堆设计采用了基于自然循环的非能动余热排出系统。氟盐冷却高温堆(FHR)是熔盐堆的一种，其非能动余热排出采用直接反应堆辅助冷却系统(DRACS)。DRACS是以大气为最终热阱的传热系统。它将一回路的热量传至熔盐自然循环回路，再由熔盐空气换热器排入大气。为研究DRACS的流动和传热特性，解决DRACS在待命、启动以及稳定运行时可能遇到的问题，中国科学院上海应用物理研究所设计建造了硝酸盐自然循环实验回路，并在之上开展实验。 本文的工作针对已设计建造完成的硝酸盐自然循环回路展开，借助CFD软件FLUENT和系统分析软件RELAP5，对换热器换热系数、熔盐回路的流动阻力、自然循环回路瞬态分析等关键问题进行研究。本文的计算结果可与将来实验数据进行对比，为后续实验提供指导，并为DRACS的设计优化提供参考。
【学位单位】：中国科学院研究生院（上海应用物理研究所）
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TL353;TL426
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
图目录
表目录
第1章 绪论
    1.1 熔盐堆研究现状
    1.2 DRACS 基本原理
        1.2.1 DRACS 计算研究
        1.2.2 DRACS 实验研究
    1.3 硝酸盐自然循环回路简介
        1.3.1 回路结构
        1.3.2 设计参数
        1.3.3 硝酸盐物性
    1.4 回路的主要科学问题
第2章 原理和计算软件
    2.1 自然对流换热原理
    2.2 FLUENT 简介
        2.2.1 ICEM-CFD
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 壁面函数
    2.3 RELAP5 简介
        2.3.1 物性添加
        2.3.2 传热模型
    2.4 计算工具的适用性
第3章 空冷塔模拟与分析
    3.1 数值模型
        3.1.1 几何模型
        3.1.2 网格划分
        3.1.3 边界条件和求解方法
    3.2 计算结果分析
        3.2.1 建模正确性验证
        3.2.2 强迫通风
        3.2.3 自然通风
    3.3 旁路挡板
    3.4 空冷塔总结
第4章 熔盐回路初步模拟与分析
    4.1 数值模型
        4.1.1 几何模型
        4.1.2 网格划分
        4.1.3 边界条件和求解方法
    4.2 计算结果分析
        4.2.1 标准工况管内换热系数分析
        4.2.2 标准工况管内流动压降分析
        4.2.3 标准工况局部流场分析
    4.3 熔盐回路总结
第5章 自然循环回路系统分析
    5.1 模型建立
        5.1.1 传热模型
        5.1.2 初始条件
    5.2 计算结果分析
        5.2.1 植入关系式及模型校核
        5.2.2 稳态及瞬态特性分析
    5.4 自然循环回路系统总结
第6章 总结与展望
参考文献
发表文章情况
致谢

【参考文献】

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本文编号：2844520