聚变堆混和球床包层中子学和热工水力特性研究

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1、!第!"卷第#期原子能科学技术$%&’!"!(%’#!)**+年,月-.%/01234567810431493:;41<3%&%6784=’)**+聚变堆混和球床包层中子学和热工水力特性研究贾小波"!杨永伟"!周志伟"!经荥清"!冯开明)""’清华大学核能与新能源技术研究院!北京!"***>!&)’核工业西南物理研究院!四川成都!M"**!"#摘要!在聚变堆初步概念设计的基础上!针对固态包层设计路线!提出了一个先进的氦冷固态包层概念$设计采用S4");0和L0);0NE陶瓷小球混和球床!物理和化学相容性好&采用80H作为结

2、构材料!提高耐高温性能及氦气出口温度$计算结果表明’选择S4");0和L0);0NE球体积比在)和!之间较合理&在MS4");0和L0);0NE球体积比为E时!L0富集度取E*b#>*b较适宜&球床的最高温度低于材料的温度限值!温度分布合理均匀$该方案可较大程度提高热效率和改善中子学以及氚增殖性能$关键词!聚变堆&氦冷固态包层&混和球床&氚增殖率中图分类号!;LEE!!!文献标识码!-!!!文章编号!"***CM,E"")**+#*#C*#M#C*#M-8/24,R(8-)4,*93.,/@?()+4;?2/).81*93

3、54)#*&(/7(DD1(O(/O1.,P(-45683*4,C(.9-4)"!O-(VO%36CW40"!dANXd<0CW40"!QZ(VF036C_036"![2(VD90C/036)QZ-F09%CG%""E!"#$%$&$’()*&+,’-.-"/*’01"’.234’+5"(,(23!4#%"25&-6"%7’.#%$3!8’%9%"2"***>!!:5%"-&)EC(&$50’#$’."!"#$%$&$’()F53#%+#!:5’"2/&M"**!"!:5%"-#0D3-).9-’!S9I4:%3.<4=5

4、4&0/03957:4I063%TTPI0%35491.%5!90/0369..<4%P.&034%TI%&0:G&93f4.:4I063!939:U9314:<4&0P/1%%&4:I%&0:G&93f4.1%314=.W9I:4U4&%=4:’S4");093:L0);0NE/0Y4:=4GG&4G4:9I34P.5%393:.50.0P/G544:45W<01<<9I<06<1%/=9.0G0&0.7W9I9:%=.4:!93:80H9II.5P1.P54/9.4509&W<01<19343:P54<06<.4/=4

5、59C.P54T%5031549I036.<4.4/=459.P54%T<4&0P/%P.&4.’H9&1P&9.0%354IP&.II<%W.<9..<4U%&P/459.0%%TS4");093:L0);0NEI<%P&:=5%=45&79==5%Y0/9.4G4.W443)93:!’Z3M19I4%TI4&41.036E9IU%&P/459.0%3%TS4");093:L0);0NE!L043501*b0IIP0.9G&4’;<4/9Y0/P/.4/=459.P540

6、3.<4=4GG&4G4:0IG4&%W.<4&0/0.4:.4/=459.P54%TG&93f4./9.4509&!93:.4/=459.P54:0I.50GP.0%30I549CI%39G&4=5%=45&7P30T%5/’;<0II1<4/41930/=5%U4.<4.<45/9&4TT01043179IW4&&9I34P.5%301I93:.50.0P/G544:036=45T%5/9314’E(2F4)/3’TPI0%35491.%5&<4&0P/1%%&4:I%&0:G&93f4.&/0Y4:=4GG&4G4:

7、&.50.0P/G544:03659.0%收稿日期!)**MC*!C)#&修回日期!)**MC*>C))作者简介!贾小波"",>*(#!男!河南鲁山人!博士研究生!核能科学与工程专业#MM原子能科学技术!!第!"卷!!包层是聚变堆的重要构件!包层材料的选择要充分考虑技术可行性!使聚变能源在安全)"*性%经济性和环境影响方面具有吸引力$固态包层具有安全性好%基础数据相对成熟%材料腐蚀小%无磁流体力学"?Ac#效应等优点!是一种最有可能实现的包层概念$聚变堆陶瓷固态包层设计采用模块结构!以利于通过赤道水平窗口进行安装和拆卸!并

8、提高包层的安全可))*靠性$图)!包层模块[06’)!S&93f4./%:P&4!!聚变堆固态包层概念设计聚变堆的堆内主要构件示于图"!其包层)+*管!使用两种位置尺寸的管道!交错排列$这的功能为产氚%产热以及屏蔽$包层主要分样!可提高单管移出热效率%降低结构材料的体为固态陶瓷包层和液态金属包层!液态包