高温气冷堆堆芯结构

第１７卷第６期　‘　

２０１１年１２月　

ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００８－５５４８．２０１１．０６．００７　ＶＯｌ＿１７　Ｎ０．６　

Ｄｅｃ．２０１１　

高温气冷堆蒸气发生器结构内石墨粉尘的运动行为　

彭　威，杨小勇，王　捷，于溯源　

（清华大学核能与新能源技术研究院，北京　１０００８４）　

摘要：为研究高温气冷堆石墨粉尘的运动规律，采用数值模拟的方法，　

分析高温气冷堆一回路蒸气发生器由于特殊的结构特点对石墨粉尘颗　

粒沉积扩散特性带来的影响。数值模拟结果表明：蒸气发生器的结构特　点造成的石墨粉尘沉积主要集中在外套壁面、中心管壁面与第一道换　

热管的迎风管壁上；在颗粒粒径确定的情况下，其沉积的效率随气流速　

度的增大而相应增大；在一定的气流进口速度下，颗粒沉积率随颗粒粒　

径的增大而增大。　

关键词：石墨粉尘；高温气冷堆；蒸气发生器；运动行为；数值模拟　

中图分类号：ＴＬ３４２　文献标志码：Ａ　

文章编号：１００８—５５４８【２０１　１）０６－００２４－０４　

Ｇｒａｐｈｉｔｅ　Ｄｕｓｔ　Ｍｏｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｓｔｅａｍ　

Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　

Ｇａｓ．ｃｏｏｌｅｄ　Ｒｅａｃｔｏｒ　

Ｐｅ　Ｗｅｉ，Ｙａｎｇ　Ｘｉａｏｙｏｎｇ，Ｗａｎｇ　Ｊｉｅ，Ｙｕ　Ｓｕｙｕａｎ　

（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＮｕｃｌｅａｒ　ａｎｄ　Ｎｅｗ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　

Ｔｓｉｎｇｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒａｐｈｉｔｅ　ｄｕｓｔ　ｉｓ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　

ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｇａｓ—ｃｏｏｌｅｄ　ｒｅａｃｔｏｒ（ＨＴＲ）．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｔｅａｍ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｏｉｌ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｏｆｇｒａｐｈｉｔｅ　ｄｕｓｔ　ｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｉｎ　ＨＴＲ　ｗｅｒｅ　

第４９卷第４期　

２０１５年４月　原子能科学技术　

Ａｔｏｍｉｃ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．４９，ＮＯ．４　

Ａｐｒ．２０１５　

石墨粉尘通过高温气冷堆　

堆芯球床结构的运动行为研究　

张天琦，彭　威，于溯源　

（清华大学核能与新能源技术研究院，先进核能技术协同创新中心，先进反应堆工程与安全教育部重点实验室，北京　１０００８４）　

摘要：高温气冷堆在运行过程中产生带有放射性的石墨粉尘，对反应堆的运行安全和环境安全造成一定　影响。本文选取二维球床流场，采用离散相模型分析了堆芯球床结构对石墨粉尘颗粒的扩散和沉积的　影响。计算结果表明：球床结构能有效阻碍石墨粉尘颗粒的扩散；沉积在球床结构上的石墨粉尘颗粒数　目随堆芯内氦气流速的增加而增大，而由于受到颗粒惯性及热泳力的作用其增长趋势逐渐放缓；石墨粉　尘颗粒在球床结构上的沉积效率随粒径的逐渐增加呈现“几乎不变－．陕速增长一缓速增长”的态势。　关键词：石墨粉尘；球床；沉积；高温气冷堆　中图分类号：ＴＬ３４２　文献标志码：Ａ　文章编号：１０００—６９３１（２０１５）０４—０６４０—０６　

ｄｏｉ：１０．７５３８／ｙｚｋ．２０１５．４９．０４．０６４０　

Ｍｏｔｉｏｎ　Ｂｅｈａｖｉｏｒ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｇｒａｐｈｉｔｅ　Ｄｕｓｔ　Ｐａｓｓｉｎｇ　

ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｐｅｂｂｌｅ　Ｂｅｄ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｇａｓ’ｃｏｏｌｅｄ　Ｒｅａｃｔｏｒ　

ＺＨＡＮＧ　Ｔｉａｎ—ｑｉ，ＰＥＮＧ　Ｗｅｉ，ＹＵ　Ｓｕ—ｙｕａｎ　

（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｎｕｃｌｅａｒ　ａｎｄ　Ｎｅｗ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｒｅａｃｔｏｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓａｆｅｔｙ　

理论与设计　

高温气冷堆一回路氦气循环风机电机绝缘结构　

陈灿礼　

上海电气先锋电机有限公司（２０１６１３）　

Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍｏｔｏｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｈｅｌｉｕｍ　Ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ　Ｗｉｔｈｉｎ　ｔｈｅ　Ｐｒｉｍａｒｙ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　

ｏｆ　Ｈｉｇｈ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｇａｓ・ｃｏｏｌｅｄ　Ｒｅａｃｔｏｒ　

ＣＨＥＮ　Ｃａｎｌｉ　

Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｘｉａｎｆｅｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．　

摘要：一回路氦气循环风机是为清华大学１０　ＭＷ　

高温气冷核反应实验堆生产，安装在核反应堆的压力壳　

电机腔内的配套电动机。压力壳内充３．０　ＭＰａ压力的一回　

路氦气，电机腔内充０．１　ＭＰａ压力的氦气，绕组在该压力　

的氦气环境条件下长期运行，应能承受６×１０。ｒａｄ的放射　

剂量。绕组绝缘结构的可靠性是保证电机在严酷环境条　

件正常运行的必要条件，为此介绍了该电机绝缘结构的　

试验和研制。　

关键词：高温气冷堆一回路氦气循环气体介质　

电击穿核级电机绝缘结构　

中图分类号：ＴＭ３０３文献标识码：Ａ　

ＤＯＩ编码：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎｌ００６－２８０７．２０１３．０６．００１　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｍｏｔｏｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｅｌｉｕｍ　ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ　ｗｉｔｈｉｎ　

ｔｈｅ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｗａｓ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　１０　ＭＷ　ｈｉｇｈ　ｔｅｒｎ—　

ｐｅｒａｔｕｒｅ　ｇａｓ—ｃｏｏｌｅｄ　ｒｅａｃｔｏｒ（ＨＴＲ－ＩＯ）ｂｙ　Ｔｓｉｎｇｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒ－　

ｓｉｔｙ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｍｏｔｏｒ　ｔｈａｔ　ｗａｓ　ｉｎｓｔａｌｌｅｄ　ｉｎ　ａ　ｍｏｔｏｒ　ｃｈａｍｂｅｒ　

ｏｆｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｖｅｓｓｅｌ　ｏｆｔｈｅ　ｒｅａｃｔｏｒ．Ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｖｅｓｓｅｌ　ｗａｓ　

高温气冷堆的特点与应用

高温气冷堆（High Temperature Gas-cooled Reactor，HTGR）是一种新型的核能发电技术，具有许多独特的特点和广泛的应用前景。本文将介绍高温气冷堆的特点以及其在能源领域的应用。

一、高温气冷堆的特点

1. 高温工作温度：高温气冷堆的工作温度通常在700℃以上，甚至可以达到1000℃。相比传统的水冷堆，高温气冷堆的工作温度更高，能够提供更高的热效率。

2. 气冷散热：高温气冷堆采用气体作为冷却剂，通过直接循环冷却剂与燃料颗粒之间的热交换，实现散热。相比水冷堆的间接循环冷却方式，气冷堆的散热效果更好，能够更高效地将热能转化为电能。

3. 燃料颗粒堆芯：高温气冷堆的燃料采用微米级的球形燃料颗粒，这些颗粒由包裹燃料核心的多层包覆层组成。这种设计可以有效地防止燃料核心的泄漏和扩散，提高燃料的利用率和安全性。

4. 高安全性：高温气冷堆采用固体燃料和气体冷却剂，不存在液体冷却剂的蒸汽压力和蒸汽爆炸的风险。同时，燃料颗粒堆芯的设计也能够有效地防止燃料泄漏和核裂变产物的扩散，提高了堆芯的安全性。 5. 多种燃料适应性：高温气冷堆可以使用多种燃料，包括天然气、石油、煤炭等化石燃料，以及铀、钍等核燃料。这种多种燃料适应性使得高温气冷堆在能源转型和资源利用方面具有广阔的应用前景。

二、高温气冷堆的应用

1. 核能发电：高温气冷堆作为一种新型的核能发电技术，具有高效率、高安全性和多燃料适应性的特点，被广泛应用于核能发电领域。高温气冷堆可以提供稳定可靠的电力供应，同时还可以与其他能源形式相结合，实现能源的多元化利用。

2. 工业热能供应：高温气冷堆的高温工作温度使其可以提供高温热能，广泛应用于工业领域的热能供应。高温气冷堆可以为工业生产提供稳定的高温热源，满足工业生产过程中的热能需求，提高能源利用效率。