邮票上的物理学史“非汉字符号”——核能作为动力(续)

英国人偏爱石墨气冷反应堆 .他们的第一座核电站卡德霍尔核电站便是石墨气冷堆 ,以金属天然铀为燃料 ,二氧化碳为冷却剂 .后来做了改进 ,燃料改用二氧化铀 ,需将铀 2 3 5的丰度提高到 2 %～ 3 % ,冷却剂的出口温度从 40 0℃提高到 65 0℃ ,热效率提高不少 .英国自 1 965年起修建了 1 4座这样的改进型气冷堆 ,总装机容量 8× 1 0 6 ｋＷ .图 2 2 (英国 1 966年 ,英国技术 )是Ｗｉｎｄｓｃａｌｅ的反应堆 ,邮票下方的文字是“Ｗｉｎｄｓｃａｌｅ先进的气冷堆” ;图 2 3 (英国 1 978年 ,能源 ) ,Ｏｌｄｂｕｒｙ核电站 .最近又出现了高温气冷堆 …     

我国高温气冷堆技术及产业化发展

正一、前言1.高温气冷堆简介高温气冷堆属于热中子裂变反应堆,用氦气作冷却剂,石墨作慢化材料,采用包覆颗粒燃料以及全陶瓷的堆芯结构材料。模块式高温气冷堆安全性好、氦气堆芯出口温度高,是目前国际核能领域公认的新一代核能系统,在工艺供热、核能制氢、高效发电、空间电源甚至军用领域都有广泛的应用前景。高温气冷堆的高温特性和安全性能首先源于其独特的包覆颗粒燃料(图1)。目前压水堆使用的燃料由氧化铀陶瓷芯块和锆合金包壳组成,高温气冷     

高温气冷堆堆芯球床流动与温度分布均匀性研究

由于燃料球的随机分布和球床的壁面效应,球床式高温气冷堆堆芯孔隙率分布会有一定的不均匀性。深入认识壁面漏流、随机孔隙率对球床温度分布均匀性的影响对进一步提高高温气冷堆冷却剂出口温度及其安全性具有重要意义。本文采用多孔介质模型实现了对堆芯球床壁面漏流、随机孔隙率效应的数值模拟。结果表明,由于壁面漏流效应,壁面附近局部区域冷却剂最大速度会比中心高50%,对球床温度影响则不大。中心区域局部极小、极大孔隙率只对很小区域内流速和温度有影响,但温度变化幅值很小。球床中心随机孔隙率使冷却剂速度波动小于13%,对球床温度影响很小。     

高温氦气加热甲烷蒸汽重整制氢热力学分析

对高温氦气加热的甲烷蒸汽重整制氢过程进行了热力学分析。结果表明,在较高温度条件下压力对系统重整性能的影响很小。在重整压力大于1 MPa,水碳比大于2时,随着温度的升高,热效率先增加到最大值然后又缓慢下降;在温度800~1000℃范围内,随着水碳比的增加热效率先升高后下降。分析表明,利用高温气冷堆氮气供热的甲烷蒸汽重整制氢系统,选择较高的水碳比和重整温度有利于提高系统热效率和制氢性能。得到了匹配高温气冷堆供热系统且能使氢气产量和热效率的接近最大值的甲烷蒸汽重整反应优化操作参数范围.     

高温堆球流模拟在堆物理中的应用

介绍了高温气冷球床反应堆物理计算中燃料元件流动特性模拟的方法,对10MW高温堆进行了计算,与未考虑堆芯中燃料曲线流动的简化计算结果进行了比较。     

气冷快堆概述

正一、前言与工作原理气冷快堆,英文名称为Gas Cooled Fast Reactor,简称为GFR,是一种高温气体冷却快谱反应堆。顾名思义,气冷快堆采用气体作为堆芯冷却剂。由于气体工质密度一般相对较低,对中子的慢化能力较弱,在不显著添加其他慢化剂的情况下,中子能谱为快谱。气体工质的慢化能力一般也弱于金属冷却剂,因此气冷快堆的中子能量要高于金属快堆,也就是说气冷快堆的中子能谱更"硬"。     

新一代核能布雷顿闭式循环热力学分析研究

核能利用是２０世纪最激动人心的科学成就之一。核能和平利用的重点在核能发电,至今核电站反应堆多为低温水冷堆,采用水或重水作为冷却剂和慢化剂,堆出口载热工质温度较低（２８０“Ｃ～３４０“ｑ,因而多应用常规的Ｒａｎｋｉｎｅ蒸汽热力循环,热转功的效率较低（２８％～３３％）。９０年代以来,随着工业和航空燃气轮机技术长足进步和高温核反应堆的进展,核能布雷顿闭式循环（ＮＥＢＣＣ）展现出提高性能的潜力和发展前景,受到普遍关注。近期提出的模块化高温气冷堆氦气轮机（ＭＨＲ－－ＧＴ）［‘－‘］就是应用ＮＥＢＣＣ的典型…     

基于复杂性测度的高温气冷堆模拟机运行模式识别及诊断研究

本文通过对高温气冷堆模拟机在运行过程中的12组状态参数进行分析,研究了反应堆在正常运行状态、 余热排出系统空气侧温度上升和一回路突然泄漏三种条件下系统的复杂度和稳健性等指标的变化. 研究表明,在条件发生改变时,高温气冷堆模拟机系统的复杂度有非常明显的变化,且不同条件下, 对于系统复杂性影响显著的参数也不相同.此外,反应堆模拟机中各系统间耦合计算与相互反馈机理的作用, 在系统的稳健度上也有很明显的体现.这些成果表明,复杂性分析方法在系统状态监测和 危机预警领域可以发挥重要的作用.     

基于超高温气冷堆的氢电联产系统设计分析

超高温气冷堆耦合碘硫循环制氢是一种极具发展前景的核能制氢技术。本文提出了一种基于超高温气冷堆的新型氢电联产系统,采用碘硫循环和氦气透平循环来制氢和发电,建立了能量分析的热力学模型,分析了氦气透平循环总压比和反应堆出口温度对系统性能的影响。然后本文以系统氢电效率最大为目标,在总压比、反应堆入口温度、系统净输出功等参数的约束条件下,对系统进行关键参数优化,并分析了反应堆出口温度对优化结果的影响。结果表明：950?C、1000?C、1050?C三种反应堆出口温度下,建议的氦气分流比控制范围分别为0.031～0.750、0.112～0.750、0.181～0.750,对应的产氢率变化范围分别为17.4～295.6 mol·s^-1、61.4～298.0 mol·s^-1和96.5～299.8 mol·s^-1。     

基于RELAP5的池式研究堆自然循环瞬态计算

反应堆的自然循环能力是其固有安全性的一项重要特征参数,利用RELAP5/Mod 3.4程序计算了JRR-3M池式研究堆在无应急冷却系统和有应急冷却系统条件下失去场外电源的事故工况,分析了冷却剂流动方向反转过程中的瞬态自然循环能力,并得到了最大自然循环载热能力。计算结果表明:应急冷却系统的投入明显地降低了燃料和冷却剂的温度,提高了反应堆的安全性;当衰变功率降低至590 kW时关闭辅助泵,利用自然循环能力可使反应堆达到安全状态。通过此研究堆的自然循环能力计算,验证了计算模型、计算方法的可行性,可进一步应用于此类型的研究堆。