【摘 要】
:
加速器驱动次临界核能系统是国际上普遍认可的处理核废料的有效方式,加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)中的次临界反应堆采用液态铅铋冷却快堆,其中燃料组件为闭式燃料组件。燃料棒束采用三角形排列,燃料棒之间采用绕丝进行定位。绕丝的存在加强了燃料组件内部的横向湍流交混,能够降低堆芯内的热点因子和热管因子。液态铅铋的换热能力强,沸点高,且不与水和空气发生反应。由于铅铋冷却剂流动传热现象的复杂性,准确计算铅铋
【机 构】
:
中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)
【出 处】
:
中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)
论文部分内容阅读
加速器驱动次临界核能系统是国际上普遍认可的处理核废料的有效方式,加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)中的次临界反应堆采用液态铅铋冷却快堆,其中燃料组件为闭式燃料组件。燃料棒束采用三角形排列,燃料棒之间采用绕丝进行定位。绕丝的存在加强了燃料组件内部的横向湍流交混,能够降低堆芯内的热点因子和热管因子。液态铅铋的换热能力强,沸点高,且不与水和空气发生反应。由于铅铋冷却剂流动传热现象的复杂性,准确计算铅铋冷却含绕丝燃料组件的冷却剂和包壳温度是液态金属冷却快堆燃料组件热工水力分析的重点,也是保证反应堆安全性的必要环节。因此,针对CiADS燃料组件设计参数进行子通道分析具有十分重要的研究意义。本文以CiADS铅铋快堆燃料组件的设计方案为研究对象,开发出适用于铅铋冷却快堆绕丝定位燃料组件的子通道分析程序。程序对质量、动量和能量守恒方程进行求解,并对液态铅铋在棒束燃料组件中的摩擦阻力模型、湍流交混模型和对流换热模型进行了适用性分析。通过与大涡模拟计算结果、THEADES铅铋棒束实验和KYLIN-II铅铋棒束实验分别进行流动和传热的对比验证,对比结果证明了子通道分析程序对速度和温度分布预测的准确性,相对计算误差在10%以内。子通道分析程序可以较好的完成液态铅铋冷却含绕丝燃料组件的热工水力计算,能为铅铋快堆设计与热工水力分析提供支持。最后,利用子通道分析程序对CiADS铅铋快堆绕丝定位燃料组件进行稳态工况下的热工水力分析研究。按照CiADS铅铋快堆的设计方案进行建模,计算得到冷却剂的轴向温度和质量流量分布、燃料棒的轴向和径向温度分布以及最热通道和最热棒。另外,本文还对热工水力关键参数棒径比和不同尺寸的棒束进行敏感性分析。计算结果表明:冷却剂出口温度、包壳及燃料的最高温度均在设计限值内。棒径比推荐范围在1.133-1.145时换热性能和经济性最好,且比例缩放最小棒束为37棒时对冷却剂和包壳温度的计算结果与原尺寸最接近。
其他文献
X射线暴是宇宙中最常见的热核爆发现象,而14O(?,p)17F反应在爆发模型中扮演着至关重要的角色。X射线暴理论模型研究指出,14O(?,p)17F是αp过程中非常重要的反应,其反应率灵敏度将对X射线暴的光曲线产生显著影响。由于各家实验数据存在较大分歧,导致无法得到可靠、精确的反应率。至今,X射线暴模型采用的14O(?,p)17F反应率仍然是基于比较老的实验数据得到的。为了得到更加精确的反应率,我
本实验通过25Al+p共振弹性散射实验对X射线暴过程中一个重要的核天体反应22Mg(α,p)25Al进行了间接测量。X射线暴是X射线双星系统中X射线突然增强很多倍的现象,其核过程包括3α反应、αp突破过程以及rp过程等。而αp过程中所有(α,p)反应的反应率都直接影响着X射线暴光变曲线的上升时间甚至光变曲线的整体形状。Cyburt X射线暴模型计算结果显示,在所有的(α,p)突破反应中,22Mg(
高能量密度态通常被定义为能量沉积密度高于1011J/m3的物质状态。高能量密度物理(HEDP)就是针对该状态下物质的结构及特性进行研究的新型交叉物理学科。目前,实验室中产生高能量密度物质/温稠密物质的方式主要包括激光/重离子束驱动或Z-pinch驱动,其特点是维系时间短(<1μs),空间分布不均匀且材料多样化。因此,亟需一种具有高空间分辨能力(<10μm)和高密度分辨(1%)的超快诊断技术以获取H
2030年前实现碳排放达峰、2060年前实现碳中和,是习近平总书记和党中央高瞻远瞩作出的重大战略决策,是中国对国际社会的庄严承诺。绿色金融是金融服务实体经济的重要着力点,在加快推进经济绿色低碳发展、促进我国经济社会发展全面绿色转型、努力实现"零碳经济"的远景目标方面发挥着重要的催化、支持和助推作用。
重离子加速器是一个复杂而庞大的大型装置,包含着大量的大功率脉冲电源、高频腔等众多电能转换设备。在加速器运行的过程中,设备电磁能量的快速变化产生了较强的电磁干扰噪声,形成复杂多变的电磁环境,对加速器设备及系统的可靠性有一定影响。随着加速器技术的进步,重离子加速器朝着高能量,高流强的方向发展。2018年,“十二五”国家重大科技基础设施“强流重离子加速器装置(HIAF)确定在广东惠州建设一台国际领先的强
长期深空载人飞行过程中,空间辐射、微重力等环境因素可导致航天员严重的机能紊乱或不可逆损伤。研究电离辐射、微重力、两者复合作用对红系分化的影响及药物的防护效果对正确认识和缓解“航天贫血症”具有重要意义。本论文以氯化高铁血红素诱导分化的K562细胞为红系分化模型,研究电离辐射(12C6+、X射线)、地面模拟微重力效应对红系分化的影响机制及硫辛酸的防护效果。主要的研究内容如下:1.K562细胞红系分化模
兰州重离子加速器(Heavy Ion Research Facility in Lanzhou,HIRFL)是我国第一台集加速、累积、冷却、储存、内外靶实验及高分辨粒子探测于一体的大型重离子同步加速器装置。其中,磁铁电源系统是HIRFL重要组成部分,其主要为磁铁提供特定的励磁电流,以产生加速器所需要的磁场。磁铁电源内部的直流电流传感器(DC Current Transducer,DCCT)和模数转
中国科学院近代物理研究所承担的十二五强流重离子加速器装置(HIAF)将采用移动式脉冲高频(Moving Barrier Bucket)堆积方案,该方案克服了传统注入方式由于空间电荷效应所导致的束流损失,是突破传统束流堆积方式瓶颈、提高重离子流强的有效方法。由于Barrier Bucket(BB)堆积方法对高频电压波形极其敏感,电压波形的畸变会导致束流的品质下降,因此需要研究高频低电平系统对BB电压
高平均流强、高重复频率的电子枪具有广泛的应用,在用于医学和辐射的粒子加速器领域有着重要的地位。本文设计了一种325MHz工作于CW模式的微波栅控高压型电子枪,该电子枪放置于-300kV高压平台,产生的高频束流经进一步调制后注入超导电子直线加速器。该加速器能够产生高平均流强、高平均功率的电子束流用于生产高原子序数的医用同位素。本论文的主要工作是完成了该电子枪的结构设计、电路系统设计、高频微波传输器件
本篇论文包括两方面内容:第一部分是中能重离子碰撞核子-核子非弹性散射介质效应的研究。另一部分是重离子碰撞核反应的热平衡的探测。由于对称能项是非对称核物质状态方程重要的一项,研究对称能有利于获得更准确的核物质状态方程。不仅如此,对称能也会对中子星等极端丰中子物质产生重要影响。中子星合并,超新星爆发和重元素合成等天文现象都与对称能有关。实验上主要是通过观测对称能敏感观测量来研究对称能,比如中质比、-?