基于MCNPX与Fluent的液态钍基熔盐堆物理热工耦合研究

发布时间：2021-07-06 18:27

　　反应堆堆芯中子和热工水力的相互作用被称作热反馈或者反应性反馈,是分析堆芯物理现象的基础。因此,反应堆物理热工耦合对揭示堆芯物理特性具有重要意义。一方面,热工水力计算需要堆芯物理模型计算得到功率分布;另一方面,反应堆物理计算需要热工水力提供材料的密度、温度等参数信息。对于液态熔盐堆而言,熔盐温度和密度的变化、慢化剂石墨温度的变化、中子截面的变化等都存在着相互影响。因此,有必要对熔盐堆进行耦合计算。2011年,中国科学院启动了“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统”战略先导专项,2MWth液态钍基熔盐堆TMSR-LF1（liquid-fueled molten salt experimental reactor,TMSRLF1）是发展堆型之一,也是掌握熔盐堆关键技术的第一步。对其进行耦合计算分析,有助于反应堆的安全性评估和优化设计,为未来熔盐堆设计提供参考。本文以成熟可靠的蒙特卡罗软件MCNPX和计算流体软件Fluent,自主开发了耦合程序,实现了反应堆物理和热工的耦合计算。同时,基于现阶段2MWth液态钍基熔盐堆TMSR-LF1的概念设计,开展堆芯的耦合计算,并完成了主屏蔽温度场分析。... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景与意义
        1.1.1 熔盐堆发展及现状
        1.1.2 国内外耦合研究进展
    1.2 本文主要研究工作
2 中子输运和计算流体力学
    2.1 中子输运理论
        2.1.1 确定论方法
        2.1.2 非确定论方法
        2.1.3 软件MCNPX
    2.2 计算流体力学
        2.2.1 湍流模型
        2.2.2 软件Fluent
    2.3 本章总结
3 耦合机理及过程
    3.1 反馈机制及耦合途径
    3.2 耦合程序
        3.2.1 功率转换模块MTF
        3.2.2 网格对应及UDF
        3.2.3 Fluent与CFD-Post的运行
        3.2.4 截面更新
    3.3 熔盐单通道耦合计算
        3.3.1 轴向划分对keff影响
        3.3.2 轴向划分对热工参数的影响
    3.4 本章总结
4 2MWth液态钍基熔盐实验堆耦合计算
    4.1 TMSR-LF1结构及模型
    4.2 TMSR-LF1堆芯活性区域耦合计算
        4.2.1 活性区域热工模型
        4.2.2 耦合结果分析
    4.3 堆芯耦合计算
        4.3.1 TMSR-LF1堆芯耦合计算
        4.3.2 优化下腔室的堆芯耦合计算
    4.4 TMSR-LF1主屏蔽温度场分析
    4.5 本章小结
5 总结与展望
参考文献
发表文章及获奖情况
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于单通道模型的ADS堆芯物理热工耦合计算[J]. 马腾跃,杨宁,张信一,张良,李华琪,胡攀,陈立新,江新标.  原子能科学技术. 2015(04)
[2]MCNP温度相关热中子散射数据库研制[J]. 梅龙伟,蔡翔舟,蒋大真,陈金根,郭威.  核科学与工程. 2013(04)
[3]基于CATHARE程序的熔盐堆热工物理耦合模拟计算[J]. 彭传新,闫晓,彭劲枫,曾小康,黄彦平,肖泽军.  核动力工程. 2013(04)
[4]基于中子随机输运理论的物理-热工耦合研究[J]. 李林森,王侃,袁昊民,臧金光.  原子能科学技术. 2013(S1)
[5]混合能谱超临界水堆堆芯热工-物理性能分析[J]. 刘晓晶,程旭.  原子能科学技术. 2009(06)



本文编号：3268753