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2 MWt液态燃料钍基熔盐实验堆滞留盘管优化设计

王成才 徐辉 张学勇 杨照东 晏桂珍 王燕辉 杨中伟

王成才, 徐辉, 张学勇, 杨照东, 晏桂珍, 王燕辉, 杨中伟. 2 MWt液态燃料钍基熔盐实验堆滞留盘管优化设计[J]. 核动力工程, 2022, 43(6): 133-138. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.06.0133
引用本文: 王成才, 徐辉, 张学勇, 杨照东, 晏桂珍, 王燕辉, 杨中伟. 2 MWt液态燃料钍基熔盐实验堆滞留盘管优化设计[J]. 核动力工程, 2022, 43(6): 133-138. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.06.0133
Wang Chengcai, Xu Hui, Zhang Xueyong, Yang Zhaodong, Yan Guizhen, Wang Yanhui, Yang Zhongwei. Design Optimization of Retention Coil for 2 MWt Liquid Fuel Thorium-based Molten Salt Experimental Reactor[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(6): 133-138. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.06.0133
Citation: Wang Chengcai, Xu Hui, Zhang Xueyong, Yang Zhaodong, Yan Guizhen, Wang Yanhui, Yang Zhongwei. Design Optimization of Retention Coil for 2 MWt Liquid Fuel Thorium-based Molten Salt Experimental Reactor[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(6): 133-138. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.06.0133

2 MWt液态燃料钍基熔盐实验堆滞留盘管优化设计

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.06.0133
详细信息
    作者简介:

    王成才(1964—),男,工学学士,高级工程师,现主要从事核电系统设备分析设计等方面研究,E-mail: 15866352891@139.com

  • 中图分类号: TK172

Design Optimization of Retention Coil for 2 MWt Liquid Fuel Thorium-based Molten Salt Experimental Reactor

  • 摘要: 液态燃料钍基熔盐实验堆滞留盘管是熔盐堆尾气处理系统的重要核安全级设备,为尾气中短寿命核素衰变提供封闭环境,同时去除衰变热,降低其后碘吸附床和活性炭吸附床的温度。本文介绍了业主提供的2 MWt液态燃料钍基熔盐实验堆滞留盘管原设计方案中存在的问题及结构优化后的新设计方案。优化后的滞留盘管设计方案具有散热性好、泄漏点少(焊缝少)、容易施焊、便于检测监控维修、用材少等优点,具有较好的可靠性和经济性。

     

  • 图  1  滞留盘管原方案结构

    Figure  1.  Original Scheme Structure of Retention Coil

    图  2  第一设防水准地震动作用下–8 m楼层谱

    Figure  2.  –8 m Floor Spectrum under the Action of Ground Motion at the First Fortification Level

    图  3  第二设防水准地震动作用下–8 m楼层谱

    Figure  3.  –8 m Floor Spectrum under the Action of Ground Motion at the Second Fortification Level

    图  4  滞留盘管外形图

    Figure  4.  Outline Drawing of Retention Coil

    图  5  滞留盘管进出口示意图 mm

    Figure  5.  Schematic Diagram of Inlet and outlet of Retention Coil       

    图  6  外罩结构图

    Figure  6.  Structure Diagram of Outer Housing

    图  7  滞留盘管安装固定方式

    Figure  7.  Installation and Fixing Method of Retention Coil

    图  8  不同环境温度滞留盘管温度场分布

    Figure  8.  Temperature Field Distribution of Retention Coils at Different Ambient Temperatures

    图  9  异常工况下强度应力分布图

    Figure  9.  Intensity Stress Distribution under Abnormal Working Conditions

    表  1  滞留盘管技术参数

    Table  1.   Technical Parameters of Retention Coil

    参数数值或描述
    流经气体类型反应堆尾气
    (氩气+少量放射性气体)
    气体流量/(L·min–1)10
    滞留时间/h3
    衰变热/W100
    管道壁厚/mm4
    外罩外形最大尺寸2.4 m×2.4 m×5 m
    滞留盘管内正常运行压力/MPa0.05(表压)
    滞留盘管进口温度/℃25~80
    滞留盘管出口温度/℃≤50
    罩外环境介质大气
    环境温度/℃5~35
    环境大气压力常压
    相对湿度/%≤30
    滞留盘管泄漏率/(Pa·m3·s–1)≤10−9
    使用寿命(金属部件)/a10
    气体进出管接口DN25
    密封焊接
    安装地点甘肃省武威市民勤县红沙岗镇
    抗震要求特殊抗震要求
    下载: 导出CSV

    表  2  新方案与原方案对比

    Table  2.   Comparison between the New Scheme and the Original Scheme

    项目原方案新方案
    结构设计管道形式直管+弯头双层螺旋盘管
    外罩形式矩形圆筒形
    泄漏检测进/出口增设测压口
    外罩增设检漏仪表口
    检修孔增设人孔
    滞留盘管焊缝长度/m1813.6
    弯头数量/个501
    成本 新方案节约弯头49个,采购成本降低74.4
    万元,焊缝长度减少4.4 m
    外罩外罩重量/t13.34.7
    焊缝长度/m242.875.6
    成本 新方案材料直接成本降低12.6万元,焊缝
    总长度减少167.2 m
    设备材料费/万元13850.6
    下载: 导出CSV
  • [1] FORSBERG C W, TERRANI K A, SNEAD L L, et al. Fluoride-salt-cooled high-temperature reactor (FHR) with silicon-carbide-matrix coated-particle fuel[Z]. Oak Ridge: Oak Ridge National Lab., 2012.
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-24
  • 修回日期:  2022-02-23
  • 刊出日期:  2022-12-14

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