熔盐堆在运行过程必须不断地去除氙等气体裂变产物。气泡发生器是熔盐堆除气系统重要装置之一,其作用是通过连续向回路中注入一定尺寸和数量的小气泡,均布在熔盐中的气泡会在扩散作用下吸收熔盐中的氙、氪等裂变产物,含有这些毒物的气泡最终会再被分离出来,从而达到除去有害气体的目的。在橡树岭国家实验室设计的基础上,本文为钍基熔盐研究堆脱气系统设计了气泡发生器试验件,并在专门建造的水回路中对其工作特性进行了研究,掌握了文丘里式气泡发生器的工作原理、特点和关键参数。气泡发生器采用文丘里管结构,利用扩张段产生的强烈湍流,将连续气相碎化成微小气泡。通过实验改进喉部直径和进气孔数量和大小得到满足设计要求的最佳设计参数。由于文丘里管利用有机玻璃材料加工而成,所以其气泡碎化过程完全可视化,通过高速摄像采集系统对发生器的气泡碎化及气泡分布和运动过程等进行了记录和分析,获得了截面含气率、滑速比、气泡尺寸分布等主要参数,分析气液相流速对于碎化后气泡大小的影响。实验结果表明,截面含气率在0.1%～0.2%范围内时,气泡发生器产生的气泡直径在0.5～0.6mm之间,且大小分布均匀,满足设计要求。运用FLUENT软件模拟和研究了两种假设条件下气泡发生器内的流场分布,分析文丘里管式气泡发生器内气泡的碎化原理。由于气泡发生器内的截面含气率很低,气泡对水的流动过程影响极小,所以,可忽略气相的影响,通过分析气泡发生器内单相紊流的流动情况,尝试分析气泡破碎的原因,然后,在气泡碎化的集中区域设置一小球,来模拟该处的气泡。通过数值计算,得到小球周围的压力场、速度场,并在此基础上分析小球的受力情况。分析结果表明,小球底部和顶部间的压差很大,导致气泡减速,最终,气泡在压差和局部受力不稳定的共同作用下发生变形直至破碎。