分类： 核科学技术 >> 裂变堆工程技术 提交时间： 2024-04-07
摘要： 对于熔盐堆全堆高保真流体动力学计算，即使借助超级计算机的并行计算能力在面对快速甚至实时求解的问题仍然面临效率的巨大挑战，引入和采用模型降阶方法（Reduced Order Modeling，ROM），将能够有效解决这类问题。基于本征正交分解方法（Proper Orthogonal Decomposition, POD）与Galerkin投影法，引入基于有限体积的模型降阶方法（ROM based on Finite Volume approximation，FV-ROM）和上确界稳定模型降阶方法（ROM with supremizer stabilization，SUP-ROM），针对液态燃料熔盐堆(Liquid Fuel Molten Salt Reactor，LFMSR)层流和湍流瞬态工况开展适用性分析。结果表明，FV-ROM方法在速度误差和计算效率方面占有明显优势，层流和湍流瞬态速度平均L2相对误差低于0.5%和0.6%，且单步长的加速比分别为1500和1000倍左右；相比之下，SUP-ROM方法在压力预测方面表现出显著的优势，层流和湍流瞬态压力平均L2相对误差低至0.20%和0.38%。因此，通过FV-ROM和SUP-ROM两种方法相结合的方式进行熔盐堆流体动力学速度场和压力场预测，能够更加有效地提高流体动力学仿真的效率和确保瞬态模拟过程计算可靠性和精确度。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 海洋事关国家战略利益，事关全人类共同命运，急需发展全方位、多维度地观测、探测海洋的各类装备。文章简要介绍了核能应用于水下观探测装备供能的2种技术途径及各类热电转换技术，定性归纳了核供能对各类型装备的适用性，分析了其中的核安全相关问题，并建议重点支持放射性同位素制备与分离技术研究与平台建设、个性化特种反应堆研发与共性平台建设、热电转换技术研究及相关核安全问题研究。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-05-12
摘要： 为更好的理解和掌握熔盐换热器的运行特征，并给熔盐堆中换热器的设计和运行累积经验，本文以美国橡树岭国家实验室10MWt熔盐实验堆（MSRE）用的主换热器为研究对象，基于该换热器的设计参数，应用管壳式换热器的理论计算方法（包括Kern方法和Bell-Delaware方法）、换热器设计软件HTRI Xchanger Suite和计算流体力学方法（Computational Fluid Dynamics, CFD）对换热器的关键性能指标（如换热系数、压降和换热功率）分别进行了计算分析，并与MSRE主换热器的实验数据进行比较分析。结果表明：两种理论计算方法（Kern方法、Bell-Delaware方法）、HTRI软件及CFD仿真模拟的结果与实验结果的差异均在可接受范围内，其中Kern方法与MSRE实验所得的换热量相差最大、约为15%，HTRI软件模拟与MSRE实验所得的总换热系数相差最小、为0.16%；理论计算方法、换热器设计软件及CFD仿真均不同程度适用于熔盐-熔盐换热器设计，且CFD仿真还可对换热器内部传热和流动细节进行直观描述。
分类： 核科学技术 >> 核探测技术与核电子学 提交时间： 2024-05-11
摘要： 针对钍基熔盐堆白光中子源（TMSR-PNS）在运行过程中出现中子束流掉束或打火导致的束流不稳定的问题，有必要设计研发一种具有高计数率、低中子束流影响、高中子/伽马甄别性能的中子束流监测器。基于蒙特卡洛模拟软件Geant4系统研究了薄膜塑料闪烁中子束流监测器的中子转换层厚度、闪烁体厚度、以及外壳材料等关键参数对薄膜闪烁体的影响规律，分析结果表明：闪烁体中子转换层厚度约为2 um时具有相对合适的本征探测效率，闪烁体厚度为2 mm、甄别阈值为0.1 MeV时监测器具备伽马射线不灵敏性能。同时，通过对比不同外壳材料对于γ射线产生电子的影响，选取电子产生较少的铁作为外壳材料。研究结果可为后续的中子束流监测器实物制备提供理论依据。
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