熔盐堆冷却剂凝固行为的实验及数值模拟研究

熔盐堆因其优良的安全性与经济性而成为第IV代先进核反应堆系统中非常具有前景的一类堆型。然而，作为熔盐堆冷却剂的氟锂铍（FLiBe），其熔点为460 ℃，远高于环境温度，因此，存在冷却剂凝固而失去流动传热的风险。为此，基于能量守恒以及焓-多孔介质模型建立了带糊状区效应的一维凝固模型，通过设计的熔盐凝固实验进行模型验证，验证结果表明：总体模型误差小于±10%，满足反应堆系统安全分析要求。最后，基于系统安全分析程序ASYST-SF对FLiBe的管内填充行为进行了模拟，给出了典型工况下的流体温度、凝固层厚度以及压降的演化行为，计算结果对提升熔盐堆运行安全有着重要意义。...

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Published inHé jìshu Vol. 48
Main Authors 张 伟豪, 刘 茂龙, 曾 陈, 刘 利民, 周 翀, 孟 履巅, 顾 汉洋
Format Journal Article
LanguageChinese
Published Science Press 01.05.2025
Subjects
一维凝固模型
熔盐凝固实验
熔盐堆
管内填充
糊状区
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ISSN0253-3219
DOI10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.230405

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Summary:熔盐堆因其优良的安全性与经济性而成为第IV代先进核反应堆系统中非常具有前景的一类堆型。然而，作为熔盐堆冷却剂的氟锂铍（FLiBe），其熔点为460 ℃，远高于环境温度，因此，存在冷却剂凝固而失去流动传热的风险。为此，基于能量守恒以及焓-多孔介质模型建立了带糊状区效应的一维凝固模型，通过设计的熔盐凝固实验进行模型验证，验证结果表明：总体模型误差小于±10%，满足反应堆系统安全分析要求。最后，基于系统安全分析程序ASYST-SF对FLiBe的管内填充行为进行了模拟，给出了典型工况下的流体温度、凝固层厚度以及压降的演化行为，计算结果对提升熔盐堆运行安全有着重要意义。
ISSN:0253-3219
DOI:10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.230405