一種液態燃料熔鹽堆堆芯流量分配設計

周振華 潘 登 陳玉爽 黃建平 余笑寒 王納秀

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一種液態燃料熔鹽堆堆芯流量分配設計

周振華1,2潘 登1,2陳玉爽1黃建平1余笑寒1王納秀1

1（中國科學院上海應用物理研究所 嘉定園區 上海 201800）2（中國科學院大學 北京 100049）

在液態燃料熔鹽堆(Molten salt reactor, MSR)熱工水力設計中，為實現堆芯徑向功率展平需對堆芯流量分配進行設計，使得堆芯進口流量分布正比于釋熱量分布，而下腔室結構和流場分布對堆芯流量分配起決定性作用。利用FLUENT軟件對堆芯三維流場進行模擬，通過調節下腔室結構和流量分配裝置，對下腔室流場分布進行優化，最終實現堆芯流量合理分配。數值模擬結果表明，喇叭狀下腔室比橢球形下腔室熔鹽通道流量標準差降低4.2%，設置流量分配板熔鹽通道流量標準差降低29.2%；改變下腔室結構和設置流量分配裝置能夠較好調節流量分配和功率分布匹配性，該結果可為液態熔鹽堆堆芯優化設計提供依據。

熔鹽堆，流量分配，下腔室結構，流量分配裝置，計算流體力學

熔鹽堆(Molten salt reactor, MSR)作為第四代核能系統先進高溫堆的候選堆型之一，其特殊之處在于核燃料溶解在高溫熔鹽流體中，高溫熔鹽既作為燃料又作為冷卻劑[1?4]。液態燃料熔鹽堆的冷卻劑通道是閉式循環通道，相鄰通道之間的流體沒有攪混，在熔鹽堆設計中為展平堆芯功率，要求堆芯熔鹽通道內流量分配正比于釋熱量，而下腔室結構和流場分布對堆芯流量分配起決定性作用。

國內外有關研究表明[5?6]，反應堆運行時，下腔室內部會出現多個漩渦流動，且會產生小部分流動死區。……