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研究進展
我國首座高溫高壓液態鉛鉍合金-氦氣流動換熱綜合實驗平臺調試成功

    時間:2015-05-18 字體大小[]

     

      經過三年多的科研攻關和技術創新,我國首座高溫高壓液態鉛鉍合金-氦氣流動換熱綜合實驗平臺(LBE-helium Experimental Loop of ADS, 簡稱LELA)于近期在中國科學院工程熱物理研究所廊坊研發中心調試成功,液態鉛鉍合金溫度(500℃)、氦氣運行壓力(3.4MPa)以及系統換熱量(30kW)全部達到設計指標,標志著研究團隊在ADS反應堆二回路熱工水力設計與關鍵技術研發方面取得了重要進展和突破,也填補了國內相關實驗平臺和研究所在液態重金屬冷卻研究方面的空白 

      2011至今,在中國科學院戰略性先導科技專項未來先進核裂變能-ADS嬗變系統的支持下,工程熱物理所分布式供能與可再生能源實驗室傳熱研究團隊在研究員淮秀蘭的帶領下,對ADS二回路冷卻系統中存在的基礎問題和關鍵技術進行了系統深入研究。圍繞ADS二回路冷卻循環系統中的關鍵換熱器件(主換熱器、回熱器和冷卻器),團隊成員借助熱力學方法和數值模擬方法,從系統和部件兩個層面展開了優化設計研究,掌握了換熱器全尺寸、跨尺度、千萬級網格劃分技術和三維數值模擬技術,揭示了復雜與極端條件下的特殊流--固耦合傳熱機制及各因素對換熱部件流動換熱特性的影響規律,發展了適用于LBE-氦氣熱傳遞特性的高效緊湊式換熱器多參數多目標優化設計理論與新方法。 

      團隊成員結合理論方面的研究成果,經過不斷設計和改進,成功研制出了換熱部件樣機。針對實驗平臺建設過程中存在的各種技術難題,團隊成員集思廣益,發揮各自特長,提出了有效的解決思路和辦法,并成功用于實驗平臺上,標志著研究團隊已經自主掌握了高溫液態重金屬與高壓惰性氣體流動換熱實驗臺核心建造技術。在ADS先導專項2014年度進展匯報中,專項首席將高溫高壓液態鉛鉍合金-氦氣流動換熱綜合實驗平臺作為亮點進行了重點介紹。 

      高溫高壓液態鉛鉍合金-氦氣流動換熱綜合實驗平臺的成功調試,一方面實現了高溫液態鉛鉍合金與高壓氦氣高效換熱的多物理場耦合實驗環境,可為ADS先進二回路冷卻系統的熱工水力研究提供實驗與驗證平臺;同時也培養了一支從事液態重金屬流動換熱研究的創新型人才隊伍,為ADS先導專項后續研究任務的開展提供了人員保障,這對促進科研團隊發展和提升研究所在ADS專項中的地位均具有重要意義。 

      依托該項目,項目團隊在Applied EnergyEnergyNuclear Engineering Design 以及《原子能科學技術》等國內外雜志上發表SCI/EI收錄論文9篇,已授權國家發明專利3項,公開國家發明專利3項,登記軟件著作權1項。 

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