热管堆属于小型模块化反应堆,具有结构简单、建造方便、易于部署等特点,其运行于负荷跟踪模式。KRUSTY(Kilowatt Reactor Using Stirling TechnologY)作为热管堆Kilopower的原型机,已经经过了相关测试并取得了令人满意的结果。为了进一...热管堆属于小型模块化反应堆,具有结构简单、建造方便、易于部署等特点,其运行于负荷跟踪模式。KRUSTY(Kilowatt Reactor Using Stirling TechnologY)作为热管堆Kilopower的原型机,已经经过了相关测试并取得了令人满意的结果。为了进一步优化KRUSTY的结构,深入理解保温层对反应堆的影响,提升反应堆输出能量的效率,特此对其展开研究。通过多物理场软件Simscape对KRUSTY进行建模,并根据模型进行6种不同程度的修改方案,计算了0.6$反应性启动、±4×10^(-4)反应性引入以及±50%负荷改变工况下各个方案的反应堆行为。其中,多层保温材料(Multilayer Insulation,MLI)加倍方案的能量输出效率最高,达到了79.71%。结果表明:在堆芯、真空罐、反射层等结构间增加空隙数量,并且真空罐内部含有较厚保温层的情况下,反应堆导出能量的效率更高。展开更多
铅基快堆(Lead-based Fast Reactor,LFR)是一种极具发展潜力的第四代核能系统,具有良好的非能动安全性和经济性,但在紧急停堆后上腔室内会出现明显的热分层现象,影响堆芯余热排出,从而引发安全问题。本文通过建立简化的1/6上腔室模型,...铅基快堆(Lead-based Fast Reactor,LFR)是一种极具发展潜力的第四代核能系统,具有良好的非能动安全性和经济性,但在紧急停堆后上腔室内会出现明显的热分层现象,影响堆芯余热排出,从而引发安全问题。本文通过建立简化的1/6上腔室模型,采用计算流体力学软件STAR-CCM+开展LFR停堆后上腔室内热分层过程的大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)研究,并基于相关实验数据验证了模型计算的准确性。模拟结果表明,在正常运行工况下,内筒小孔不足以影响上腔室内铅铋共晶合金(Lead-Bismuth Eutectic,LBE)流动;停堆后120 s左右热分层界面形成,400 s左右热分层界面升至内筒顶部,且内筒小孔可显著减缓热分层界面的上升速率。研究成果表明,热分层界面处存在大的温度梯度和不规则涡流,停堆后上腔室内热分层的动态演化及界面特性研究具有重要意义。展开更多
