TCB混合堆Li自冷包层MHD流动设计

摘要

从磁流体动力学MHD压降的物理原理出发,对TCB(Tokamak Commercial Breeder)商用混合堆Li自冷包层的MHD流动方式进行了改进,提出了第一壁环向流动(平行环向磁场流动)、核燃料增殖区径向流动的MHD流动设计,以解决混合堆为改善堆的经济性而采取提高包层核燃料富集度的途径所带来的热工、MHD压降和安全问题。分析和数值计算结果表明,第一壁环向流动设计可以满足包层核燃料富集度从0.5%增加到1%、相应的热功率从4500MW增加到7900MW时来自MHD压降和热工设计要求,并且MHD压降和第一壁最高温度、第一壁结构材料与Li界面的最高温度都有裕量。该流动模型用于TETB(Tokamak Engineering Test Breeder)工程试验混合堆Li冷包层设计,可望堆系统在Li压力约为1.5MPa的工况下运行。