熔盐堆稳态和瞬态核热耦合模型建立及安全特性研究

发布时间：2024-12-22 03:15

　　液态燃料熔盐堆采用溶解了易裂变材料的高温熔融态熔盐作为核燃料,在安全性和中子经济性等方面具有显著优势,并在钍-铀增殖和超铀核废料嬗变等方面有潜在的应用。熔盐堆起源于上世纪50年代美国的橡树林实验室,并于2002年第四代核反应堆国际论坛上被选为六种优先发展的堆型之一。2011年,中国科学院启动国家先导科技专项“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统”,专项致力于研发熔盐堆系统以实现钍资源高效利用。石墨慢化通道式熔盐堆是液态燃料熔盐堆的一种典型设计。该类型反应堆采用石墨作为慢化材料,堆芯由截面为六边形或四边形的石墨组件规则排布构成,燃料盐在各个组件的熔盐通道内流动并发生裂变反应。石墨慢化通道式熔盐堆与传统反应堆在堆芯热工水力学上有很大不同。首先,熔盐堆中的裂变功率主要沉积在液态熔盐中,并由燃料盐的自身流动带出堆芯,因此熔盐堆是一个燃料自冷却反应堆。由于中子和伽马射线的辐照,堆芯内石墨慢化材料中会沉积少量能量,这部分能量依赖熔盐带走,因此会发生慢化剂向燃料传热的现象。其次,由于燃料盐在组件的熔盐通道内沿轴向流动,不同组件内熔盐没有通过横向流动产生的质量、能量和动量交换,组件间热量传递依赖于石墨...

【文章页数】：154 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1熔盐堆系统示意图

该类型反应堆采用自然界唯一存在且丰度极低(约为素作为裂变材料。从总的裂变核燃料利用效率来看，天然铀的利大部分的铀资源(主要为238U)直接成为乏燃料而没有得到充分利含有裂变产物和超铀元素等长寿命高放核素及可用于制造核武得当今以压水堆为代表的核能技术不仅在乏燃料处理上存在巨大散的危....

图1.2MSRE实验堆堆芯及石墨组件Figure1.2ThereactorcoreandfuelassemblyofMSRE

熔盐堆稳态和瞬态核热耦合模型建立及安全特性研究了合金材料的可靠性。MSRE的成功运行说明了一回路放射性熔盐及气体可以得到长期安全有效的控制，证实了熔盐堆的概念是可行的。截至目前为止，在MSRE上开展的大量实验仍是检验熔盐堆瞬态分析程序的唯一实验数据来源。MSRE运行期间，除....

图1.3冷态熔盐实验装置及燃料棒示意图

熔盐堆稳态和瞬态核热耦合模型建立及安全特性研究的熔盐堆研究处于停滞状态。直到2011年1月中国科学院“未来先进核能——钍基熔盐堆核能系统”战略性国家先导科技专项的正式立项，熔盐统的研发工作才在中国重新开始。专项由中国科学院上海应用物理研究所SR中心承担，致力于研发液....

图1.4MSBR控制程序集总参数模型

图1.4MSBR控制程序集总参数模型[57]Figure1.4Lumped-parametermodelofMSBRplant目前Guo[58]，SUZUKI[59],张大林[60]，蔡军[61]、程懋松[62]和Auwerda[63]等人分别基于点堆中....

本文编号：4019346