熔盐流体自然循环特性研究
发布时间：2022-02-22 14:25
在当今我国能源问题日益凸显和能源结构转型刻不容缓的背景下,发展新型核能系统是重要的手段之一。熔盐本身同样具有良好的热膨胀反应性能,具有设计和发展自然循环熔盐反应堆系统的巨大潜力。中国科学院上海应用物理研究所为此设计研制建造了一个硝酸盐自然循环反应堆实验平台回路,并在此实验平台上广泛地进行实验研究了熔盐的自然循环反应特性。本文首先针对硝酸盐自然循环试验回路结构和功能特性进行了实验设计,并进行了两轮熔盐池温度响应和空冷塔风速响应实验。基于Python语言,采用面向对象的编程方法对硝酸盐自然循环试验回路系统建立数学物理模型,开发出硝酸盐自然循环试验回路数据分析程序。然后基于得到的实验数据,借助开发出的数据分析程序,对系统的瞬态响应特性和稳态流动、换热特性进行了研究。研究表明主回路硝酸盐流动状态能够迅速响应风速变化,而对熔盐池温度变化响应滞后。通过稳态数据研究了自然循环稳态流动-阻力特性,理论推导得到稳态自然循环流量分别与加热功率和系统总阻力之间存在幂函数关系并得到实验验证,首次揭示了硝酸盐自然循环状态下的指数范围。利用实验数据对传统的经验公式进行了评价和修正。针对熔盐自然循环稳态特性,将实验...
【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】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 相关研究综述
1.2.1 自然循环理论研究
1.2.2 自然循环反应堆
1.3 本文研究内容概述
第2章 实验设计
2.1 实验装置介绍
2.1.1 熔盐池
2.1.2 熔盐-熔盐换热器
2.1.3 空气-熔盐换热器
2.1.4 空冷塔
2.1.5 主回路
2.1.6 工作介质
2.2 实验方案设计
2.2.1 实验目的
2.2.2 实验方案
2.2.3 实验过程
2.2.4 数据的测量和导出
2.3 小结
第3章 NNCL数据分析程序开发
3.1 NNCL自然循环原理
3.2 NNCL计算模型
3.2.1 NNCL单通道模型
3.2.2 一回路压降模型
3.2.3 一回路传热模型
3.3 程序开发
3.3.1 程序设计方法
3.3.2 程序计算流程
3.4 程序验证
3.5 小结
第4章 自然循环特性实验研究
4.1 瞬态响应结果
4.1.1 空冷塔风速响应
4.1.2 熔盐池温度响应
4.1.3 昼夜温差响应
4.2 稳态实验结果
4.2.1 温度
4.2.2 流量
4.2.3 功率
4.3 自然循环稳态理论分析
4.3.1 自然循环流量-功率特征分析
4.3.2 自然循环阻力特性研究
4.3.3 自然循环换热特性研究
4.4 小结
第5章 自然循环熔盐堆主回路设计研究
5.1 主要设计参数
5.1.1 堆芯参数
5.1.2 换热器参数
5.1.3 熔盐物性参数
5.2 计算模型
5.2.1 压降模型
5.2.2 传热模型
5.3 计算程序
5.3.1 结果分析
5.3.2 优化分析
5.4 小结
第6章 总结和展望
6.1 总结
6.2 创新点
6.3 工作展望
参考文献
附录
发表文章情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]小型自然循环铅基快堆固有安全性分析研究[J]. 陈钊,石康丽,张勇,石秀安. 核科学与工程. 2019(03)
[2]一体化小型氟盐冷却高温堆瞬态特性分析[J]. 谢雪松,程懋松,何兆忠,王凯,戴志敏. 核技术. 2017(06)
[3]自然循环与强迫循环条件下阻力及换热特性对比[J]. 伍振兴,阎昌琪,田春平,田旺盛,秋穗正. 原子能科学技术. 2017(07)
[4]熔盐自然循环回路热损失功率实验及计算[J]. 王雷,蔡创雄,赵晶,何兆忠,陈堃. 核技术. 2016(08)
[5]硝酸盐自然循环回路系统特性分析[J]. 王凯,蔡创雄,何兆忠,陈堃. 核技术. 2015(04)
[6]硝酸盐自然循环回路空冷塔性能分析[J]. 林超,蔡创雄,王凯,何兆忠,陈堃. 核技术. 2014(12)
[7]一维单相自然循环流量稳态解的型式及实验验证[J]. 杨祖毛,陈炳德,王飞黄,彦平,杨瑞昌. 核科学与工程. 1999(03)
[8]自然循环流动阻力系统特性研究[J]. 黄彦平,穆全厚,贾斗南. 核科学与工程. 1997(03)
博士论文
[1]熔盐自然循环系统可靠性研究[D]. 焦小伟.中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所) 2018
[2]小型自然循环铅冷快堆SNCLFR-100一回路主冷却系统热工安全分析[D]. 赵鹏程.中国科学技术大学 2017
[3]一体化自然循环反应堆一回路自然循环及稳压特性研究[D]. 吴磊.清华大学 2016
[4]小型自然循环铅冷快堆SNCLFR-100热工水力设计与安全分析研究[D]. 陈钊.中国科学技术大学 2015
硕士论文
[1]硝酸盐自然循环回路运行特性的数值模拟[D]. 林超.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2015
本文编号：3639631
【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】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 相关研究综述
1.2.1 自然循环理论研究
1.2.2 自然循环反应堆
1.3 本文研究内容概述
第2章 实验设计
2.1 实验装置介绍
2.1.1 熔盐池
2.1.2 熔盐-熔盐换热器
2.1.3 空气-熔盐换热器
2.1.4 空冷塔
2.1.5 主回路
2.1.6 工作介质
2.2 实验方案设计
2.2.1 实验目的
2.2.2 实验方案
2.2.3 实验过程
2.2.4 数据的测量和导出
2.3 小结
第3章 NNCL数据分析程序开发
3.1 NNCL自然循环原理
3.2 NNCL计算模型
3.2.1 NNCL单通道模型
3.2.2 一回路压降模型
3.2.3 一回路传热模型
3.3 程序开发
3.3.1 程序设计方法
3.3.2 程序计算流程
3.4 程序验证
3.5 小结
第4章 自然循环特性实验研究
4.1 瞬态响应结果
4.1.1 空冷塔风速响应
4.1.2 熔盐池温度响应
4.1.3 昼夜温差响应
4.2 稳态实验结果
4.2.1 温度
4.2.2 流量
4.2.3 功率
4.3 自然循环稳态理论分析
4.3.1 自然循环流量-功率特征分析
4.3.2 自然循环阻力特性研究
4.3.3 自然循环换热特性研究
4.4 小结
第5章 自然循环熔盐堆主回路设计研究
5.1 主要设计参数
5.1.1 堆芯参数
5.1.2 换热器参数
5.1.3 熔盐物性参数
5.2 计算模型
5.2.1 压降模型
5.2.2 传热模型
5.3 计算程序
5.3.1 结果分析
5.3.2 优化分析
5.4 小结
第6章 总结和展望
6.1 总结
6.2 创新点
6.3 工作展望
参考文献
附录
发表文章情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]小型自然循环铅基快堆固有安全性分析研究[J]. 陈钊,石康丽,张勇,石秀安. 核科学与工程. 2019(03)
[2]一体化小型氟盐冷却高温堆瞬态特性分析[J]. 谢雪松,程懋松,何兆忠,王凯,戴志敏. 核技术. 2017(06)
[3]自然循环与强迫循环条件下阻力及换热特性对比[J]. 伍振兴,阎昌琪,田春平,田旺盛,秋穗正. 原子能科学技术. 2017(07)
[4]熔盐自然循环回路热损失功率实验及计算[J]. 王雷,蔡创雄,赵晶,何兆忠,陈堃. 核技术. 2016(08)
[5]硝酸盐自然循环回路系统特性分析[J]. 王凯,蔡创雄,何兆忠,陈堃. 核技术. 2015(04)
[6]硝酸盐自然循环回路空冷塔性能分析[J]. 林超,蔡创雄,王凯,何兆忠,陈堃. 核技术. 2014(12)
[7]一维单相自然循环流量稳态解的型式及实验验证[J]. 杨祖毛,陈炳德,王飞黄,彦平,杨瑞昌. 核科学与工程. 1999(03)
[8]自然循环流动阻力系统特性研究[J]. 黄彦平,穆全厚,贾斗南. 核科学与工程. 1997(03)
博士论文
[1]熔盐自然循环系统可靠性研究[D]. 焦小伟.中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所) 2018
[2]小型自然循环铅冷快堆SNCLFR-100一回路主冷却系统热工安全分析[D]. 赵鹏程.中国科学技术大学 2017
[3]一体化自然循环反应堆一回路自然循环及稳压特性研究[D]. 吴磊.清华大学 2016
[4]小型自然循环铅冷快堆SNCLFR-100热工水力设计与安全分析研究[D]. 陈钊.中国科学技术大学 2015
硕士论文
[1]硝酸盐自然循环回路运行特性的数值模拟[D]. 林超.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2015
本文编号：3639631
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3639631.html
