在磁約束聚變堆中,包層是實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和氣增殖的關鍵部件,為有效提高氣增殖比和能量放大倍數(shù),課題組提出了一種采用天然鈾作為中子倍增劑的高增益包層方案,該包層還可在同等核功率條件下減少氚消耗、降低對結構材料抗輻照性能的要求,具有良好的應用場景。同時,裂變材料的引入也帶來了余熱安全問題,為確保包層在各種運行工況和典型事故工況下的安全性能滿足設計要求,有必要開展相應的熱工安全分析。本文基于高增益包層結構-物理設計方案,采用系統(tǒng)分析程序RELAP5和計算流體力學軟件FLUENT對該包層全包層尺度的熱工安全特性進行了計算和分析研究,具體工作如下:首先利用RELAP5程序,針對高增益包層內(nèi)部管道密集、流動傳熱結構復雜的特點,對單個包層的燃料區(qū)建模方法進行了詳細的研究,提出了兩種建模方式,隨后完成了第一壁-產(chǎn)氚區(qū)的建模。隨后,通過修改熱構件模型,加入等效的材料熱導率,實現(xiàn)了兩套冷卻系統(tǒng)間的熱量傳導,并完成了單個包層模塊的建模及穩(wěn)態(tài)驗證。將所有的包層模塊模型接入總回路,建立起完整的全堆模型。經(jīng)過調(diào)試,模型在穩(wěn)態(tài)運行時的各項熱工水力參數(shù)與設計值最大偏差小于0.4%。隨后選取了燃料區(qū)回路全部失流、燃料區(qū)回路... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２高增益包層總體結構設計??

２．２．１包層總體結構??按照ＣＦＥＴＲ的結構接口參數(shù)，確定了高增益包層通過背板式支撐結構安裝到屏蔽??包層上，屏蔽包層再固定于真空室的雙層殼式壁結構的總體結構設計，如圖２．２所示。??包層在底部的偏濾器和頂部的連接部分分開，沿徑向分為內(nèi)、外兩個部分，內(nèi)側(cè)部分??沿環(huán)向３６０°被分為３２瓣，外側(cè)部分沿環(huán)向３６０°被分為４８瓣。如果根據(jù)真空殼上的??開窗口數(shù)量將真空殼和包層沿環(huán)向分為相同數(shù)量的扇區(qū)，則將有１６個相同的扇區(qū)結構??（Ｄ字形部件），每個扇區(qū)的環(huán)向張角為２２．５°，每個扇區(qū)內(nèi)沿環(huán)向有２瓣內(nèi)包層和３??瓣外包層，每個扇區(qū)包含上、中和下窗口各１個。??，—ｒｒ１？＇?■，??圖２．２高增益包層總體結構設計??為了適應裝置內(nèi)空間

圖２．５?１／４包層截面圖??的物理性能考量指標主要由３個，分別是氣增殖比ＴＢＲ、能量殖比Ｆ／Ｂ，它們的具體定義如下：??比（ＴＢＲ）??應聚變堆，通過中子與氣增殖劑鋰反應實現(xiàn)氚的供給，６Ｌｉ和７Ｌｉ?＋?Ｔ?＋?＾［４．７８４ｅＦ］?（２－１）???＋?Ｔ?＋?ｎ＇＋Ｑ?［－２．４６７ｅ?Ｖ］?（２－２）??和Ｑ分別表示中子、ｃｔ粒子和反應能。??式如下：??Ｔ７＝＼＼＜ｐ．Ｚ（ｎＭ）ｒ?ｄＥｄＶ?＋Ｊ｜?（ｊ）?碎?ｄＥｄＶ?（３－３）??７分別是６Ｌｉ和７Ｌｉ反應產(chǎn)生的氣。??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3280128