热管反应堆堆芯缩比模块瞬态特性分析

!! 随 着 人 类 对 宇 宙 太 空 的 深 入 探 索!对 于 提 供 能 量 的 能 源 需 求 也 在 逐 步 提 升!空 间 核 反 应 堆在执行深空探测任务中脱颖而出 $ +", 热 管 冷 却式核反应堆"简 称 热 管 堆#由 于 寿 期 长(可 靠 性 高 等 优 势!成 为 空 间 核 反 应 堆 的 研 究 焦 点 之 一 $ +)=E, 实际的热管堆堆芯运行过程中!会 经 常 遇 到 反 应 堆 启 停 堆 及 变 功 率 等 瞬 态 工 况!而 堆 芯 功 率 的 变 化 会 引 起 堆 芯 内 部 温 度 的 变 化!由 于 多 普 勒 效 应!温 度 的 变 化 又 引 起 反 应 性 的 变 化 !进 而 影 响 堆 芯 的 传 热 !整 个 瞬 态 运 行 是 一 个 核热耦合的过程$国内外许多学者也从不同角 度 研 究 了 热 管 堆 的 核 热 耦 合 现 象 +D=F,$
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原子能科学技术 *+%,-./012345.-10.160781.90%&%34
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热管反应堆堆芯缩比模块瞬态特性分析
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"上海交通大学 核科学与工程学院!上海!)##);##
摘要热管堆具有长寿期(高可靠性等优势!是当下 空 间 核 反 应 堆 的 研 究 焦 点 之 一$ 为 研 究 热 管 堆 瞬 态 过程中的核热耦合现象!本文基于半物理仿真技术!搭建了针对热管反应堆堆芯缩比模 块 的 核 热 耦 合 实 验平台!通过实验模块测量了堆芯缩比模块的温度分布!在仿真模块中基于点堆模型计 算 了 输 出 功 率 随 时间的变化情况$通过耦合实验模块和仿真模块!探索了瞬态条件下堆芯缩比模块核 热 耦 合 特 性!分 析 了引入不同初始反应性时堆芯温度(加热功率和剩余反应性的瞬态演变过程!揭示了系 统 热 容 量 造 成 的 温度迟滞变化效应!即热惯性现象$结果表明!堆芯缩比模块的热惯性随引入的初始反 应 性 的 增 大 及 初 始 功 率 水 平 的 增 加 而 减 小 !且 与 基 体 材 料 的 热 扩 散 率 呈 反 比 $ 关 键 词 热 管 反 应 堆 堆 芯 缩 比 模 块 %点 堆 模 型 %核 热 耦 合 %仿 真 实 验 %热 惯 性 中图分类号8V<<<!!! 文献标志码*!!!文章编号"###=EF<"")#)"#"#="DEE=#D $%&"#'D!<K)4LM')#)#'4%?N-60'#E;!
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第"#期 ! ! 孙 兴 昂 等 *热 管 反 应 堆 堆 芯 缩 比 模 块 瞬 态 特 性 分 析
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收 稿 日 期 )#)#=#F="<%修 回 日 期 )#)#=""=#K 基 金 项 目 国 家 自 然 科 学 基 金 "!"K#E"<F!""F))!#!#%#34; 通 信 作 者 柴 ! 翔
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