中国系列液态锂铅实验回路设计与研发进展

锂铅实验回路是聚变堆液态锂铅包层关键技术研究必备实验平台之一。结合液态金属锂铅包层技术发展战略建议,FDS团队多年来不断开展液态锂铅实验回路技术研究,设计并建造了具有自主知识产权和具有不同功能参数的DRAGON系列锂铅实验回路。本文阐述了中国锂铅实验回路的发展路线建议,系统介绍了目前各实验回路的设计原则、结构特点、功能和相关实验研究进展等情况。

ITER中国液态锂铅实验包层模块氚渗透分析

对ITER中国液态锂铅实验包层模块的氚渗透途径进行了初步分析,并建立了氚渗透模型;在确保环境安全的前提下,通过计算LiPb中的氚分压分析了氚渗透量及氚总量的分配情况;在此基础上通过改变进入氚提取系统中LiPb比例(F)和涂层氚渗透减少因子(TPRF)对氚提取及渗透的影响做了灵敏性分析。

磁场作用下U形流道中液态金属流动的数值模拟

磁流体动力学效应在聚变堆液态金属包层的设计研究中起着重要作用。本文基于相容守恒格式对U形流道中液态金属流动的磁流体动力学效应进行了模拟。模拟结果表明,对于较短且与磁场相垂直的径向部分流道,会在侧层中形成一个极大速度的射流,该射流会在U形流道的拐角处逐渐变小。径向部分中同样存在一个极薄的哈特曼层,该层垂直于磁场,在其中,流速从中心区域平均流速急剧衰减为零(无滑移边界条件)。而哈特曼层在环向部分流道中完全消失。模拟表明流动从径向部分到环向部分发生了剧烈的变化,并且在环向部分流道中有螺旋状上升流动产生。

聚变堆同芯母管流速分布的MHD效应研究

磁约束聚变堆中的液态金属包层等部件处于磁场之中,在磁流体动力学效应的影响下,液态金属的流速分布及压降会随磁场不同而改变。本文基于相容守恒格式,对液态锂铅包层中的重要结构同芯母管,在磁场作用下的流速分布进行了数值模拟。对不同方向加磁场的计算结果表明,磁场会对其所在方向上的流动产生拉平效应,对于同芯母管而言,沿宽度方向所加的磁场能使流量在不同出口管道之间均匀分布,沿高度方向所加的磁场主要使同一出口管道中流速均匀分布,而对于管道间的流量分布作用较小。