FDS 科研专题
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聚变发电反应堆FDS-II
系统简介

      聚变发电反应堆FDS-II概念设计思想主要是利用聚变反应堆提供热能驱动涡轮机发电。FDS课题组在广泛深入分析聚变能相关领域研究发展状况和国际热核聚变实验堆(ITER)物理与技术基础上,提出了一个考虑了技术可行性和技术先进性的聚变发电反应堆概念,包层结构材料选择技术相对成熟的低活化铁素体/马氏体钢(RAFM),氚增殖剂则选择化学特性相对不活泼的锂铅(LiPb)共晶体。FDS-II设计出发点是考虑从ITER物理和技术基础上进行适当外推,演示聚变能商业发电应用技术的聚变反应堆。FDS-II的设计目标强调经济性和安全性。

FDS-II堆体三维模型图和外包层标准模块结构透视图:

主要特点

两种可选包层概念:

  • 低温锂铅包层概念(~450℃)即采用高压氦气冷却、准静态锂铅(SLL:Quasi-Static Lithium Lead)单冷包层概念;
  • 高温锂铅包层概念(~700℃)即采用高压氦气冷却结构而液态金属自冷却锂铅(DLL:Dualcooled Lithium Lead)双冷包层概念。

  液态锂铅具有高的氚增殖能力,可以实现高氚增殖比(TBR),满足聚变燃料氚自给;同时锂铅又是中子倍增剂,无需在包层内专门安排高成本的中子增殖剂(如Be),锂铅也是氚循环载体,可以进行实时在线提氚,减少包层更换频率,提高堆的可用性。

  在高温锂铅包层设计中使用SiC流道热与电绝缘插件,目的提高冷却剂出口温度,实现高热转换效率,导致热经济性提高,同时降低MHD压降,减少液态金属LiPb对材料的腐蚀。

涉及研究领域
  FDS-II研究是一个涉及许多学科的复杂系统,主要涉及到聚变堆芯物理学、中子学、结构力学、热工、电磁学、材料、虚拟装配、安全与环境影响、系统经济学等以及为开展相关研究所需的多维模拟计算程序、设计工具和数据库的发展等 。
研究成果

通信地址:合肥市1126信箱 邮编:230031 电话/传真:(0551)5591397 电邮:fds@ipp.ac.cn
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