双模式热管堆电热原理样机设计及验证实验研究

摘要：

固态热管反应堆是未来新型装备最佳能源动力解决方案之一,然而其关键技术尚未成熟,可行性及可靠性有待近一步研究.本文提出了动静结合双模式热管堆概念设计,搭建了"模拟堆芯-高温热管-斯特林-温差发电"一体化集成实验装置,利用紫铜基体及加热棒模拟反应堆堆芯,利用弯折高温钾热管实现堆芯冷却及能量传输过程,利用斯特林热电转换装置及碲化铋温差发电元件实现动态/静态热电转换过程,验证了双模式热管堆技术的可行性.实验结果表明,所研制的弯折高温钾热管符合设计需求,输入功率为878 W时,热管轴向壁面温差低于60 K,不凝气体段长度小于5 cm.对于碲化铋温差发电器件,输入功率为4.2 kW、热端温度为310℃、冷端温度为20℃时,30片热电器件共发电102.6 W,热电转换效率为2.44％.对于斯特林发电机,输入功率为3.3 kW时,发电功率为429 W,热电转换效率为13.1％.本文结果可为双模式热管堆概念设计及研制提供实验数据支撑.

关键词：双模式、热管堆、原理样机、验证实验

所属期刊栏目：57

分类号：TL331(核反应堆工程)

在线出版日期：2023-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：66-73