幾種典型熔鹽冷卻劑的熱物性研究

金 愿 程進輝 王 坤 安學會 馬國宏 張 鵬 黎 忠

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幾種典型熔鹽冷卻劑的熱物性研究

金 愿1,2程進輝2王 坤2安學會2馬國宏1張 鵬2黎 忠2

1（上海大學 上海 200444）2（中國科學院上海應用物理研究所 嘉定園區 上海 201800）

熔鹽是一種優異的傳熱介質。熱物性數據是熔鹽傳熱應用過程中的關鍵基礎數據。按照制定的樣品制備規范、樣品測試操作流程和數據處理分析方法，采用差示掃描量熱儀(Differential Scanning Calorimetry, DSC)、自主研制的阿基米德法密度儀和旋轉柱體式粘度儀、改進的激光閃光法導熱儀對FLiNaK、CloKmag和HTS熔鹽的熔點、比熱容、密度、導熱系數、粘度系數進行了實驗測量和數據評估。首次系統地提供了FLiNaK和HTS熔鹽在熔點以上80 K溫區的粘度系數、CloKmag鹽的關鍵熱物性數據。為這些熔鹽的熱工水力設計分析提供了準確可靠的基礎數據。

熱物性，FLiNaK，CloKmag，HTS

熔鹽堆(Molten Salt Reactor, MSR)是第四代核反應堆的6種候選堆型之一[1]，是以熔鹽作為冷卻劑的先進高溫堆。MSR具有高固有安全性、核燃料可循環、物理防止核擴散和更好的經濟性等特點。因其以熔鹽為冷卻劑，還具有常壓工作、無水冷卻，并可建于地下和干旱地區的優點[2]。

熔鹽作為傳熱工質的應用始于熔鹽堆，是熔鹽堆傳熱系統的關鍵材料之一，直接影響整個系統的效率與安全。LiF-NaF-KF (FLiNaK, 46.5mol%- 11.5mol%-42mol%)熔鹽和KCl-MgCl2(CloKmag, 66 mol%-34 mol%)熔鹽高溫環境下化學性質穩定，傳熱性能優異，是熔鹽堆冷卻劑的候選熔鹽。其中，FLiNaK熔鹽是釷基熔鹽堆(Thorium-based Molten Salt Reactor, TMSR)、先進高溫堆(Advance High Temperature Reactor, AHTR)、氚增值熱核聚變的候選冷卻劑[3?5]；而CloKmag熔鹽是先進高溫堆、超高溫堆(Very High Temperature Reactor System, VHTR)、熔鹽快堆的候選冷卻劑[6?7]?！?br>