熔盐堆系统分析程序TREND的扩展及验证
文献类型：学位论文
| 作者 | 余文 |
| 答辩日期 | 2021 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所) |
| 导师 | 徐洪杰 |
| 关键词 | 熔盐堆 系统分析 程序开发 热工水力 |
| 英文摘要 | 熔盐堆(Molten Salt Reactor,MSR)作为第四代核能系统六种先进堆型之一,具有以下优点:固有安全性高,熔盐的沸点高达1300℃,可以提高系统运行温度提高系统的发电效率;熔盐比热容较大,可以有效提高单位体积能量携带能力,提高系统的能量密度;熔盐堆一回路处于单相低压状态,可以减小一回路破口事故发生概率。2011年,中国科学院启动国家先导科技专项“未来先进核能裂变——钍基熔盐堆核能系统”,致力于研发熔盐堆系统。熔盐堆的研究开始于上世纪60年代,橡树岭国家实验室(ORNL)成功建造了ARE和MSRE两个实验。随着熔盐堆的发展,熔盐堆的研究形成了以FHR为代表的固态堆和石墨通道式的液态燃料熔盐堆两类概念设计。不同于传统固态堆,液态熔盐堆核燃料溶解于高温熔盐形成燃料盐,燃料盐既充当燃料又充当冷却剂,堆芯功率直接释放于燃料盐中;此外,燃料盐的流动特性导致缓发中子先驱核发生迁移,从而引起堆芯内缓发中子份额的变化。因此,传统固态燃料反应堆的系统分析程序已经不适于液态熔盐堆的分析,上海应用物理研究所为液态熔盐堆TMSR-LF1的研究,开发了TREND程序,目标是建立一个能实现液态堆全堆模拟分析的系统分析程序。本文工作基于系统分析程序TREND,进行模型的扩展及验证,为TREND在TMSR-LF1的应用上提供参考。本文的主要研究内容包括:1)针对液态熔盐堆的特性,对TREND进行模型扩展。在点堆模型的基础上,在中子模块植入了一维DNP流动方程和一维两群中子方程用于求解堆芯的功率分布;热构件模块中植入二维导热模型;在水力学模块添加支点求解模型,用于求解并联多通道。2)对程序计算结果进行验证,验证的内容主要包括:热工方面利用商业程序如RELAP5、fluent与程序进行对比验证,验证程序在基础模型计算的准确性;采用CIET台架的部件实验进行对比验证,验证程序热工方面稳态和瞬态计算能力;中子方面采用美国橡树岭国家实验室(ORNL)熔盐实验堆(MSRE)停泵启泵实验的实验结果,验证点堆模型和一维双群中子模型求解的正确性;中子热工耦合方面,则采用MSRE的自然循环实验和升功率实验进行对比验证。TREND各个模块的计算结果以及各模块之间的相互耦合计算的结果都表明程序计算的正确性。3)以10MW液态熔盐堆为研究对象,利用TREND程序分析系统单参数扰动和反应性引入事故时系统的瞬态特性,评估TREND程序在液态熔盐堆系统瞬态计算的准确性。4)进行SF0实验的余排阻力与排热实验。基于新植入的2维导热模型和辐射传热模型,利用TREND对余排的排热能力进行分析验证,程序的计算结果与实验的误差在10%左右,吻合良好。形成了余排系统排热能力的一套计算方法,为TREND程序将来计算TMSR-LF1实验堆的余排系统排热能力提供参考。5)开展HTS熔盐回路的动态特性实验研究,研究了功率突变、流量突变以及功率方波变化时回路各部件的瞬态温度变化,分析高温熔盐回路的动态结果与系统分析程序的计算偏差,为后续程序在高温熔盐回路的分析提供分析依据。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/33849]  |
| 专题 | 中科院上海应用物理研究所2021-2022年 |
| 作者单位 | 1.中国科学院上海应用物理研究所 2.中国科学院大学; |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 余文. 熔盐堆系统分析程序TREND的扩展及验证[D]. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所). 2021. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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