HTS熔盐高温试验回路电磁感应加热的球床内热源数值分析与验证

TL3%TG155.2+1; HTS(Heat Transfer Salt)熔盐高温试验回路中球床传热实验装置旨在研究熔盐与燃料球的传热特性,其中的石墨球床区域采用中频感应加热提供内部热源,模拟燃料球在堆芯内的释热.为了得到更好的加热效果,采用有限元方法对实验装置的电磁感应加热进行了数值模拟,通过分析实验装置不同石墨球数量和线圈参数情况下涡流功率的分布,得到不同设计参数对电磁感应加热性能的影响规律,并与实验结果进行了对比.模拟结果表明,线圈边缘附近的石墨球涡流功率明显偏小,加热器感应线圈导线截面积为40 mm2、绕制匝数为31匝时加热效果可以满足实验需求,当前实验金属密封结构与线圈的距离较近容...

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Published in核技术 Vol. 45; no. 5; pp. 97 - 106
Main Authors 王善武, 周翀, 王纳秀, 邹杨, 蔡创雄, 朱海华
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800 15.05.2022
中国科学院大学 北京 100049%中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800
Subjects
内热源
感应加热
有限元
球床
对流传热实验
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Summary:TL3%TG155.2+1; HTS(Heat Transfer Salt)熔盐高温试验回路中球床传热实验装置旨在研究熔盐与燃料球的传热特性,其中的石墨球床区域采用中频感应加热提供内部热源,模拟燃料球在堆芯内的释热.为了得到更好的加热效果,采用有限元方法对实验装置的电磁感应加热进行了数值模拟,通过分析实验装置不同石墨球数量和线圈参数情况下涡流功率的分布,得到不同设计参数对电磁感应加热性能的影响规律,并与实验结果进行了对比.模拟结果表明,线圈边缘附近的石墨球涡流功率明显偏小,加热器感应线圈导线截面积为40 mm2、绕制匝数为31匝时加热效果可以满足实验需求,当前实验金属密封结构与线圈的距离较近容易产生涡流功率,造成功率损失.与实验数据对比分析表明,在考虑实验中装置漏热的情况下,数值模拟能够较好地预测实验工况内的结果,并对当前实验装置的优化提出了意见.研究结果为使用电磁感应加热相关的实验研究提供了设计参考.
ISSN:0253-3219
DOI:10.11889/j.0253-3219.2022.hjs.45.050604