熔盐堆余热排出系统自然循环不稳定性分析

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1、分类号：密级：UDC：编号：学业硕士学位论文熔盐堆余热排出系统自然循环不稳定性分析硕士研究生：遇洁指导教师：阎昌琪教授专业、学科：核科学与技术论文主审人：孟兆明讲师哈尔滨工程大学2017年12月分类号：密级：UDC：编号：学业硕士学位论文熔盐堆余热排出系统自然循环不稳定性分析硕士研究生：遇洁指导教师：阎昌琪教授学位级别：学业硕士专业、学科：核科学与技术所在单位：核科学与技术学院论文提交日期：2017年12月29日论文答辩日期：2018年3月10日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheAcademicDegreeofMast

2、erAnalysisofNaturalCirculationInstabilityinthePassiveResidualHeatRemovalSystemforMoltenSaltReactorCandidate:YuJieSupervisor:Prof.YanChangqiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:NuclearScienceandTechnologyDateofSubmission:Dec.29,2017DateofOralExamination:Mar.10,2018University:HarbinEn

3、gineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构

4、送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要在熔盐堆正常或事故停堆时，非能动余热排出系统是保障熔盐堆安全的重要系统之一。本文以熔盐堆余热排出系统为研究对象，设计并搭建了两套熔盐堆水冷式非能动余热排出系统

5、的实验装置。通过实验的方法对系统的流动和传热过程进行了研究，分析并总结了系统中出现的流动不稳定现象，为熔盐堆非能动余热排出系统的工程设计和优化提供基础依据。本文根据研究目的和内容，进行了系统自然循环过冷沸腾实验、系统稳定自然循环饱和沸腾传热流动实验以及流动不稳定工况的实验。依据实验数据对熔盐堆非能动余热排出系统的传热特性以及系统运行时出现的流动不稳定现象对系统热工水力特性的影响进行了分析和研究。同时文中还对电加热实验系统进行了数学建模，根据数学模型对系统中的传热过程进行了理论计算，并将理论计算结果同实验值进行了对比。实验结果表明，熔盐堆余热排出系统能够很好的满足余热排出的要求，安全可靠的将熔盐

6、产生的热量导出；系统在运行时会出现间歇喷泉及密度波振荡两种流动不稳定现象。证实了外层套管和中间套管间气隙层的辐射换热发挥了重要作用，其在实验范围内约占单根换热元件换热量的47%~68%。非能动余热排出系统的传热速率对边界温度的变化很敏感，故当高温熔盐刚进入排盐罐时，系统传热特性好，能及时导出熔盐中的余热；随着熔盐温度降低，系统排热能力减弱，又有利于防止熔盐温度过低而冻结。同时实验证明，增大系统加热功率及提高中心管入口温度，可以显著规避实验中出现的流动不稳定现象。为保证熔盐堆水冷式非能动余热排出系统能够快速、安全地投入运行，建议系统长期处于低功率运行且熔盐呈熔融态的热备用状态。理论计算结果显示和

7、实验值的符合程度很好，两者的误差在16%之内，并验证了实验中出现的流动不稳定现象。关键词：熔盐堆；余热排出系统；自然循环；流动不稳定性ⅠABSTRACTThepassiveresidualheatsystemisoneofthemostimportantsystemstoensurethesafetyofthemolten-saltreactorwhenitisnormaloraccident.B