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双模式热管堆电热原理样机设计及验证实验研究
被引量：
3
1
作者
李潘潇
张智鹏
+4 位作者
代智文
王成龙
田文喜
秋穗正
苏光辉
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期66-73,共8页
固态热管反应堆是未来新型装备最佳能源动力解决方案之一,然而其关键技术尚未成熟,可行性及可靠性有待近一步研究。本文提出了动静结合双模式热管堆概念设计,搭建了“模拟堆芯-高温热管-斯特林-温差发电”一体化集成实验装置,利用紫铜...
固态热管反应堆是未来新型装备最佳能源动力解决方案之一,然而其关键技术尚未成熟,可行性及可靠性有待近一步研究。本文提出了动静结合双模式热管堆概念设计,搭建了“模拟堆芯-高温热管-斯特林-温差发电”一体化集成实验装置,利用紫铜基体及加热棒模拟反应堆堆芯,利用弯折高温钾热管实现堆芯冷却及能量传输过程,利用斯特林热电转换装置及碲化铋温差发电元件实现动态/静态热电转换过程,验证了双模式热管堆技术的可行性。实验结果表明,所研制的弯折高温钾热管符合设计需求,输入功率为878 W时,热管轴向壁面温差低于60 K,不凝气体段长度小于5 cm。对于碲化铋温差发电器件,输入功率为4.2 kW、热端温度为310℃、冷端温度为20℃时,30片热电器件共发电102.6 W,热电转换效率为2.44%。对于斯特林发电机,输入功率为3.3 kW时,发电功率为429 W,热电转换效率为13.1%。本文结果可为双模式热管堆概念设计及研制提供实验数据支撑。
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关键词
双模式
热管堆
原理样机
验证实验
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职称材料
棒束弯曲对子通道内空气-水两相流动的影响研究
2
作者
李潘潇
孙皖
+3 位作者
周文雄
马在勇
张卢腾
潘良明
《核科学与工程》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期768-775,共8页
深刻理解棒束弯曲子通道在相态特性分布和流动特性演化方面的机制对反应堆的安全设计与分析具有重要意义。本研究对四种不同闭合度(0%、50%、80%和100%)的棒弯曲子通道进行建模,基于VOF模型,采用非稳态、隐式分离求解算法对棒束子通道...
深刻理解棒束弯曲子通道在相态特性分布和流动特性演化方面的机制对反应堆的安全设计与分析具有重要意义。本研究对四种不同闭合度(0%、50%、80%和100%)的棒弯曲子通道进行建模,基于VOF模型,采用非稳态、隐式分离求解算法对棒束子通道内空气-水两相流动进行模拟计算,计算工况包括入口含气率分别为0.1的泡状流和0.5的帽状流,入口混合相质量流速为1.2 m/s。通过对截面平均空泡份额、局部空泡演化及局部二次流的分析,探究了棒束弯曲对空气-水两相流动的影响;分析结果表明:棒束弯曲对截面平均空泡份额影响较小,但对局部气泡的尺寸及分布影响较大,使得子通道内弯曲壁面及其对角面容易发生裸露,CHF更有可能发生在该处。
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关键词
数值模拟
FLUENT
VOF
两相流
棒弯曲
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职称材料
双模式热管堆非核原理样机热力特性数值分析
被引量：
3
3
作者
张凌义
李潘潇
+4 位作者
张胤
王成龙
田文喜
苏光辉
秋穗正
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期1525-1533,共9页
小型热管反应堆电源技术具有续航久、结构紧凑、环境适应性强、固有安全性高等优势,可以适配于多种领域。本文以双模式热管堆非核原理样机NUSTER2.0为对象,在COMSOL中建立高温热管、温差发电装置及斯特林装置理论模型并耦合形成系统模型...
小型热管反应堆电源技术具有续航久、结构紧凑、环境适应性强、固有安全性高等优势,可以适配于多种领域。本文以双模式热管堆非核原理样机NUSTER2.0为对象,在COMSOL中建立高温热管、温差发电装置及斯特林装置理论模型并耦合形成系统模型,对样机运行特性及力学特性进行数值仿真研究。15 kW加热功率稳态工况下,仿真结果与实验结果的热管温度分布及动、静态模块主要运行参数均吻合良好,最大相对误差为6.73%,初步验证了模型可靠性。变功率仿真结果确定了斯特林撞杆阈值为16.5 kW,并预估静态模块在25 kW附近达到效率峰值。系统启动瞬态仿真得到了“3-5-10-15 kW”阶梯式功率平台下的样机启动特性,并提出了样机启动策略。系统热力耦合稳态工况确定了样机应力危险区,并求得15 kW工况中堆芯热膨胀率为1.21%,热管-堆芯基体和热管-集热基体耦合处的最大应力分别为160 MPa和97 MPa。本文为NUSTER2.0样机的特性研究和实验设计提供了数值分析基础。
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关键词
双模式
热管堆
系统耦合模型
数值模拟
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职称材料
题名
双模式热管堆电热原理样机设计及验证实验研究
被引量：
3
1
作者
李潘潇
张智鹏
代智文
王成龙
田文喜
秋穗正
苏光辉
机构
西安交通大学核科学与技术学院
出处
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期66-73,共8页
文摘
固态热管反应堆是未来新型装备最佳能源动力解决方案之一,然而其关键技术尚未成熟,可行性及可靠性有待近一步研究。本文提出了动静结合双模式热管堆概念设计,搭建了“模拟堆芯-高温热管-斯特林-温差发电”一体化集成实验装置,利用紫铜基体及加热棒模拟反应堆堆芯,利用弯折高温钾热管实现堆芯冷却及能量传输过程,利用斯特林热电转换装置及碲化铋温差发电元件实现动态/静态热电转换过程,验证了双模式热管堆技术的可行性。实验结果表明,所研制的弯折高温钾热管符合设计需求,输入功率为878 W时,热管轴向壁面温差低于60 K,不凝气体段长度小于5 cm。对于碲化铋温差发电器件,输入功率为4.2 kW、热端温度为310℃、冷端温度为20℃时,30片热电器件共发电102.6 W,热电转换效率为2.44%。对于斯特林发电机,输入功率为3.3 kW时,发电功率为429 W,热电转换效率为13.1%。本文结果可为双模式热管堆概念设计及研制提供实验数据支撑。
关键词
双模式
热管堆
原理样机
验证实验
Keywords
dual-mode
heat pipe reactor
prototype
demonstration test
分类号
TL331 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
棒束弯曲对子通道内空气-水两相流动的影响研究
2
作者
李潘潇
孙皖
周文雄
马在勇
张卢腾
潘良明
机构
重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室
出处
《核科学与工程》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期768-775,共8页
基金
国家重点研发计划资助项目(2018YFB1900400)。
文摘
深刻理解棒束弯曲子通道在相态特性分布和流动特性演化方面的机制对反应堆的安全设计与分析具有重要意义。本研究对四种不同闭合度(0%、50%、80%和100%)的棒弯曲子通道进行建模,基于VOF模型,采用非稳态、隐式分离求解算法对棒束子通道内空气-水两相流动进行模拟计算,计算工况包括入口含气率分别为0.1的泡状流和0.5的帽状流,入口混合相质量流速为1.2 m/s。通过对截面平均空泡份额、局部空泡演化及局部二次流的分析,探究了棒束弯曲对空气-水两相流动的影响;分析结果表明:棒束弯曲对截面平均空泡份额影响较小,但对局部气泡的尺寸及分布影响较大,使得子通道内弯曲壁面及其对角面容易发生裸露,CHF更有可能发生在该处。
关键词
数值模拟
FLUENT
VOF
两相流
棒弯曲
Keywords
Numerical simulation
Fluent
VOF
Two-phase flow
Rod bowing
分类号
TL334 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
双模式热管堆非核原理样机热力特性数值分析
被引量：
3
3
作者
张凌义
李潘潇
张胤
王成龙
田文喜
苏光辉
秋穗正
机构
西安交通大学核科学与技术学院
出处
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期1525-1533,共9页
文摘
小型热管反应堆电源技术具有续航久、结构紧凑、环境适应性强、固有安全性高等优势,可以适配于多种领域。本文以双模式热管堆非核原理样机NUSTER2.0为对象,在COMSOL中建立高温热管、温差发电装置及斯特林装置理论模型并耦合形成系统模型,对样机运行特性及力学特性进行数值仿真研究。15 kW加热功率稳态工况下,仿真结果与实验结果的热管温度分布及动、静态模块主要运行参数均吻合良好,最大相对误差为6.73%,初步验证了模型可靠性。变功率仿真结果确定了斯特林撞杆阈值为16.5 kW,并预估静态模块在25 kW附近达到效率峰值。系统启动瞬态仿真得到了“3-5-10-15 kW”阶梯式功率平台下的样机启动特性,并提出了样机启动策略。系统热力耦合稳态工况确定了样机应力危险区,并求得15 kW工况中堆芯热膨胀率为1.21%,热管-堆芯基体和热管-集热基体耦合处的最大应力分别为160 MPa和97 MPa。本文为NUSTER2.0样机的特性研究和实验设计提供了数值分析基础。
关键词
双模式
热管堆
系统耦合模型
数值模拟
Keywords
dual-mode
heat pipe reactor
system coupling model
numerical simulation
分类号
TL334 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
双模式热管堆电热原理样机设计及验证实验研究
李潘潇
张智鹏
代智文
王成龙
田文喜
秋穗正
苏光辉
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
在线阅读
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职称材料
2
棒束弯曲对子通道内空气-水两相流动的影响研究
李潘潇
孙皖
周文雄
马在勇
张卢腾
潘良明
《核科学与工程》
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
双模式热管堆非核原理样机热力特性数值分析
张凌义
李潘潇
张胤
王成龙
田文喜
苏光辉
秋穗正
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
在线阅读
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职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
检索结果
已选文献
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