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倾斜高温钠热管间歇沸腾影响机制研究
1
作者
杨思远
马誉高
+4 位作者
文青龙
文爽
丁书华
贺林峰
袁波
《原子能科学技术》
北大核心
2025年第4期846-857,共12页
热管启动过程中存在的间歇沸腾现象会导致热管温度的振荡,严重时甚至导致热管破裂,对热管反应堆的安全运行造成威胁。为评估不同参数对间歇沸腾现象的影响规律,设计了碱金属热管间歇沸腾试验系统,以钠热管为对象开展了加热功率为150~1 3...
热管启动过程中存在的间歇沸腾现象会导致热管温度的振荡,严重时甚至导致热管破裂,对热管反应堆的安全运行造成威胁。为评估不同参数对间歇沸腾现象的影响规律,设计了碱金属热管间歇沸腾试验系统,以钠热管为对象开展了加热功率为150~1 300 W、倾角为45°~90°、冷凝段长度为50~60 cm工况下的间歇沸腾试验,分析了加热功率、倾角、冷却能力对间歇沸腾的影响,并从微观角度分析了间歇沸腾的发生机理。实验结果表明:间歇沸腾发生的功率区间为150~750 W,加热功率对间歇沸腾的影响并不单一;倾角为90°工况下间歇沸腾整体强度最大,温度振荡的周期和幅度分别为8.8~666.7 s和0.5~60.3℃;倾角越小,间歇沸腾强度越低,且发生的功率区间更大;冷却能力较弱时,热管容易从间歇沸腾阶段过渡到稳定运行阶段,间歇沸腾较弱;本试验结果可为热管冷却反应堆的运行工况优化提供参考。
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关键词
热管反应堆
钠热管
间歇沸腾
温度振荡
影响机制
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职称材料
超临界二氧化碳闭式布雷顿循环系统热力学评价研究
2
作者
陈磊
赵高曼
+1 位作者
杨思远
文青龙
《新能源科技》
2025年第2期38-45,共8页
针对超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环系统中多参数耦合作用机制不明确的问题,文章建立再压缩循环热力学模型,采用Aspen Hysys软件开展全系统仿真模拟,通过参数敏感性分析和多目标优化,揭示了质量流量、压缩机压比、涡轮入口温度及...
针对超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环系统中多参数耦合作用机制不明确的问题,文章建立再压缩循环热力学模型,采用Aspen Hysys软件开展全系统仿真模拟,通过参数敏感性分析和多目标优化,揭示了质量流量、压缩机压比、涡轮入口温度及冷却器出口温度的协同作用规律。研究结果表明:系统效率随质量流量增加呈准线性增长,但受限于设备压降及回热器回热度;缩机出口压力超过18 MPa后系统效率的上升速率逐渐减缓,最终选用25 MPa以实现效率与设备成本的平衡;涡轮入口温度提升100℃可使系统效率提升17.6%,受限于材料和设备,涡轮入口温度最终选为680℃;冷却器出口温度从32℃降至31℃时效率显著提升,最终选择31℃作为冷却器出口温度。经多参数协同优化后,系统效率达42%,较基准工况提升1.82倍。研究成果为S-CO_(2)循环核能系统设计提供了关键参数匹配依据及优化方法。
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关键词
超临界二氧化碳
布雷顿循环
参数匹配
系统优化
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职称材料
兆瓦级大型天基核动力系统方案设计研究
被引量：
1
3
作者
文青龙
秦晟
+1 位作者
段振刚
张瑞谦
《新能源科技》
2023年第2期7-13,47,共8页
轨道和行星探索任务需要强大、可靠和耐用的能量,而空间核反应堆是空间推进能量密度最高的方式之一。文章提出了一种新型兆瓦级天基核动力系统的概念设计,热源采用功率为3.6 MW的快中子能谱反应堆,堆芯由氦氙(He-Xe)混合气体进行冷却,...
轨道和行星探索任务需要强大、可靠和耐用的能量,而空间核反应堆是空间推进能量密度最高的方式之一。文章提出了一种新型兆瓦级天基核动力系统的概念设计,热源采用功率为3.6 MW的快中子能谱反应堆,堆芯由氦氙(He-Xe)混合气体进行冷却,采用以He-Xe为工质的双环路闭式布雷顿系统进行能量转换,此外还开展了废热排放关键设备的结构设计以及全系统关键结构材料的设计和初步选型。研究结果表明,该系统反应堆可顺利达到临界且可满足10年以上的燃耗,流量分配后温度展平效果好,堆芯出口最大温度差91.08℃。热电转换效率为37.42%,剂量平面内的辐射剂量满足容许计限。
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关键词
氦氙反应堆
中子物理
热工水力
能量转换
废热排放
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职称材料
题名
倾斜高温钠热管间歇沸腾影响机制研究
1
作者
杨思远
马誉高
文青龙
文爽
丁书华
贺林峰
袁波
机构
重庆大学
能源
与动力
工程学院核工程与技术系
重庆大学低品位
能源
利用技术及系统教育部重点
实验室
中国核
动力
研究设计院
两
江新
能源
(
核能与
动力
)
实验室
中国原子能科学研究院
出处
《原子能科学技术》
北大核心
2025年第4期846-857,共12页
基金
核反应堆技术全国重点实验室基金(KFKT-05-FW-HT-20220013)。
文摘
热管启动过程中存在的间歇沸腾现象会导致热管温度的振荡,严重时甚至导致热管破裂,对热管反应堆的安全运行造成威胁。为评估不同参数对间歇沸腾现象的影响规律,设计了碱金属热管间歇沸腾试验系统,以钠热管为对象开展了加热功率为150~1 300 W、倾角为45°~90°、冷凝段长度为50~60 cm工况下的间歇沸腾试验,分析了加热功率、倾角、冷却能力对间歇沸腾的影响,并从微观角度分析了间歇沸腾的发生机理。实验结果表明:间歇沸腾发生的功率区间为150~750 W,加热功率对间歇沸腾的影响并不单一;倾角为90°工况下间歇沸腾整体强度最大,温度振荡的周期和幅度分别为8.8~666.7 s和0.5~60.3℃;倾角越小,间歇沸腾强度越低,且发生的功率区间更大;冷却能力较弱时,热管容易从间歇沸腾阶段过渡到稳定运行阶段,间歇沸腾较弱;本试验结果可为热管冷却反应堆的运行工况优化提供参考。
关键词
热管反应堆
钠热管
间歇沸腾
温度振荡
影响机制
Keywords
heat pipe reactor
sodium heat pipe
geyser boiling
temperature oscillation
influence mechanism
分类号
TL33 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
超临界二氧化碳闭式布雷顿循环系统热力学评价研究
2
作者
陈磊
赵高曼
杨思远
文青龙
机构
海装广州局
重庆大学
核能
技术创新研究院
重庆大学
能源
与动力
工程学院核工程与技术系
两
江新
能源
(
核能与
动力
)
实验室
出处
《新能源科技》
2025年第2期38-45,共8页
文摘
针对超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环系统中多参数耦合作用机制不明确的问题,文章建立再压缩循环热力学模型,采用Aspen Hysys软件开展全系统仿真模拟,通过参数敏感性分析和多目标优化,揭示了质量流量、压缩机压比、涡轮入口温度及冷却器出口温度的协同作用规律。研究结果表明:系统效率随质量流量增加呈准线性增长,但受限于设备压降及回热器回热度;缩机出口压力超过18 MPa后系统效率的上升速率逐渐减缓,最终选用25 MPa以实现效率与设备成本的平衡;涡轮入口温度提升100℃可使系统效率提升17.6%,受限于材料和设备,涡轮入口温度最终选为680℃;冷却器出口温度从32℃降至31℃时效率显著提升,最终选择31℃作为冷却器出口温度。经多参数协同优化后,系统效率达42%,较基准工况提升1.82倍。研究成果为S-CO_(2)循环核能系统设计提供了关键参数匹配依据及优化方法。
关键词
超临界二氧化碳
布雷顿循环
参数匹配
系统优化
Keywords
supercritical carbon dioxide(S-CO_(2))
brayton cycle
parameter matching
system optimization
分类号
TL33 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
兆瓦级大型天基核动力系统方案设计研究
被引量：
1
3
作者
文青龙
秦晟
段振刚
张瑞谦
机构
重庆大学
能源
与动力
工程学院核工程与核技术系
重庆大学低品位
能源
利用技术及系统教育部重点
实验室
两
江新
能源
(
核能与
动力
)
实验室
中国核
动力
研究设计院
出处
《新能源科技》
2023年第2期7-13,47,共8页
文摘
轨道和行星探索任务需要强大、可靠和耐用的能量,而空间核反应堆是空间推进能量密度最高的方式之一。文章提出了一种新型兆瓦级天基核动力系统的概念设计,热源采用功率为3.6 MW的快中子能谱反应堆,堆芯由氦氙(He-Xe)混合气体进行冷却,采用以He-Xe为工质的双环路闭式布雷顿系统进行能量转换,此外还开展了废热排放关键设备的结构设计以及全系统关键结构材料的设计和初步选型。研究结果表明,该系统反应堆可顺利达到临界且可满足10年以上的燃耗,流量分配后温度展平效果好,堆芯出口最大温度差91.08℃。热电转换效率为37.42%,剂量平面内的辐射剂量满足容许计限。
关键词
氦氙反应堆
中子物理
热工水力
能量转换
废热排放
Keywords
helium xenon reactor
neutron physics
thermal hydraulics
energy conversion
waste heat discharge
分类号
TL31 [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
倾斜高温钠热管间歇沸腾影响机制研究
杨思远
马誉高
文青龙
文爽
丁书华
贺林峰
袁波
《原子能科学技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
超临界二氧化碳闭式布雷顿循环系统热力学评价研究
陈磊
赵高曼
杨思远
文青龙
《新能源科技》
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
兆瓦级大型天基核动力系统方案设计研究
文青龙
秦晟
段振刚
张瑞谦
《新能源科技》
2023
1
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职称材料
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