研发一种新型蒸汽发生器必须进行一定规模的工程验证试验。清华大学核能与新能源技术研究院在其实验基地建设了高温气冷堆示范工程(HTR-PM)螺旋管式直流蒸汽发生器的工程验证试验回路(engineering test facility for steam generator,ET...研发一种新型蒸汽发生器必须进行一定规模的工程验证试验。清华大学核能与新能源技术研究院在其实验基地建设了高温气冷堆示范工程(HTR-PM)螺旋管式直流蒸汽发生器的工程验证试验回路(engineering test facility for steam generator,ETF-SG)。工程验证试验回路能够模拟HTR-PM运行参数,可对HTR-PM蒸汽发生器一个换热组件进行1∶1的工程验证试验。回路设计热功率10 MW,氦回路设计压力8 MPa,最高设计温度800℃,二回路设计压力18 MPa,最高设计温度600℃。在工程验证试验回路上针对高温气冷堆蒸汽发生器完成了几十项热工水力试验,对蒸汽发生器的温度均匀性、堵管后温度分布及其温度展平调节、热工水力瞬态特性、两相流不稳定性等进行了试验研究,验证了HTR-PM螺旋管式直流蒸汽发生器的热工水力和结构设计,并为其调试、运行、低功率及启停工况参数的确定提供了重要数据和参考。展开更多
在我国核电技术自主化发展过程中,堆本体、燃料组件和蒸发器等主要设备的关键材料自主化是一个重要的基础问题。对于高温气冷堆(high temperature gas-cooled reactor,HTGR),这些关键材料主要涵盖核燃料、高温金属、核石墨、压力容器材...在我国核电技术自主化发展过程中,堆本体、燃料组件和蒸发器等主要设备的关键材料自主化是一个重要的基础问题。对于高温气冷堆(high temperature gas-cooled reactor,HTGR),这些关键材料主要涵盖核燃料、高温金属、核石墨、压力容器材料、高温气冷堆制氢相关材料等。受国内材料研发和制造水平所限,高温气冷堆部分关键材料仍采用国外进口材料。该文针对我国高温气冷堆核能技术所需的关键材料技术开展战略研究,研究关键材料的内容和范围、制造产业链、表征和应用等,提出对高温堆技术发展具有支撑性作用的关键材料体系及其工程化技术,并给出技术发展规划和建议。展开更多
具有固有安全特性的模块式高温气冷堆(high temperature gas-cooled reactor,HTGR)具有反应堆出口温度高的特点,可与闭式Brayton循环或Rankine循环耦合,实现高效率的发电。氦气透平压气机和主氦风机分别是与这2种循环耦合的高温气冷堆...具有固有安全特性的模块式高温气冷堆(high temperature gas-cooled reactor,HTGR)具有反应堆出口温度高的特点,可与闭式Brayton循环或Rankine循环耦合,实现高效率的发电。氦气透平压气机和主氦风机分别是与这2种循环耦合的高温气冷堆系统中的关键动力部件,该文针对氦气闭式Brayton循环,分别从稳态与动态特性2个方面揭示其内部循环机理;同时针对循环内核心部件氦气透平压气机,开展2.2 MW样机研制与120 MW商用氦气透平压气机设计。在主氦风机研制方面,顺利完成了10 MW高温气冷堆(HTR-10)主氦风机研制与高温气冷堆示范电站(HTR-PM)主氦风机研制,获得了主氦风机完整的性能数据。为进一步确保HTR-PM项目的顺利推进,搭建了主氦风机综合试验平台,同时测试了2种主氦风机(电磁轴承主氦风机和干气密封主氦风机)的性能。取得的研究成果体现了清华大学核能与新能源技术研究院在自主研发先进核能核心装备技术上取得了重大突破。展开更多
石墨构件和碳砖是构成高温气冷堆(high temperature gas-cooled reactor,HTGR)堆芯及反射层的重要材料,在其生产运输过程中,不可避免会出现缺陷,当使用了有较为严重的缺陷的石墨构件或碳砖进行建设时,将对反应堆造成重大安全隐患。目前...石墨构件和碳砖是构成高温气冷堆(high temperature gas-cooled reactor,HTGR)堆芯及反射层的重要材料,在其生产运输过程中,不可避免会出现缺陷,当使用了有较为严重的缺陷的石墨构件或碳砖进行建设时,将对反应堆造成重大安全隐患。目前传统检测方法主要是基于目视的表面检查,无法检测其内部缺陷。该文提出了一种基于螺旋CT的石墨构件及碳砖检测方案,并采用数值模拟的方式,对大尺寸碳砖模体进行了螺旋CT重建,研究了不同螺距、旋转速度及不同重建算法对重建图像质量的影响。结果表明,螺距对重建图像质量影响较大,在螺距为0.8时可基本满足检测需求;旋转速度对图像质量影响相对较小;在较优参数下,采用CGLS重建算法,最小可检测至φ2 mm的孔缺陷和宽1 mm的缝缺陷。该研究结果对螺旋CT石墨碳砖检测系统及检测方案的设计具有重要参考意义。展开更多
The oxidation resistance of the matrix materials is vital to the normal operation of HTGR and is also an important parameter for evaluating the safety response under accidental air or water ingress conditions. The oxi...The oxidation resistance of the matrix materials is vital to the normal operation of HTGR and is also an important parameter for evaluating the safety response under accidental air or water ingress conditions. The oxidation kinetics of the three matrix material components: natural graphite, artificial graphite and resin carbon. was studied in a flowing gas mixture of oxygen and nitrogen using an auto thermogravimetric system. The results indicate that the artificial graphite has the slowest oxidation rate followed by the natural graphite and then the resin carbon with the highest oxidation rate. Vacuum heat treatment of the natural graphite at 1950℃ decreases the impurities and increases the oxidation activation energy. Differences between the activation energy and the oxidation rate of the resin carbon heat treated at 1950℃ and 1600℃ resulted from changes in the micro-pore texture. and the reduction of impurities.展开更多
文摘研发一种新型蒸汽发生器必须进行一定规模的工程验证试验。清华大学核能与新能源技术研究院在其实验基地建设了高温气冷堆示范工程(HTR-PM)螺旋管式直流蒸汽发生器的工程验证试验回路(engineering test facility for steam generator,ETF-SG)。工程验证试验回路能够模拟HTR-PM运行参数,可对HTR-PM蒸汽发生器一个换热组件进行1∶1的工程验证试验。回路设计热功率10 MW,氦回路设计压力8 MPa,最高设计温度800℃,二回路设计压力18 MPa,最高设计温度600℃。在工程验证试验回路上针对高温气冷堆蒸汽发生器完成了几十项热工水力试验,对蒸汽发生器的温度均匀性、堵管后温度分布及其温度展平调节、热工水力瞬态特性、两相流不稳定性等进行了试验研究,验证了HTR-PM螺旋管式直流蒸汽发生器的热工水力和结构设计,并为其调试、运行、低功率及启停工况参数的确定提供了重要数据和参考。
文摘在我国核电技术自主化发展过程中,堆本体、燃料组件和蒸发器等主要设备的关键材料自主化是一个重要的基础问题。对于高温气冷堆(high temperature gas-cooled reactor,HTGR),这些关键材料主要涵盖核燃料、高温金属、核石墨、压力容器材料、高温气冷堆制氢相关材料等。受国内材料研发和制造水平所限,高温气冷堆部分关键材料仍采用国外进口材料。该文针对我国高温气冷堆核能技术所需的关键材料技术开展战略研究,研究关键材料的内容和范围、制造产业链、表征和应用等,提出对高温堆技术发展具有支撑性作用的关键材料体系及其工程化技术,并给出技术发展规划和建议。
文摘The oxidation resistance of the matrix materials is vital to the normal operation of HTGR and is also an important parameter for evaluating the safety response under accidental air or water ingress conditions. The oxidation kinetics of the three matrix material components: natural graphite, artificial graphite and resin carbon. was studied in a flowing gas mixture of oxygen and nitrogen using an auto thermogravimetric system. The results indicate that the artificial graphite has the slowest oxidation rate followed by the natural graphite and then the resin carbon with the highest oxidation rate. Vacuum heat treatment of the natural graphite at 1950℃ decreases the impurities and increases the oxidation activation energy. Differences between the activation energy and the oxidation rate of the resin carbon heat treated at 1950℃ and 1600℃ resulted from changes in the micro-pore texture. and the reduction of impurities.
