中国建成未来先进核裂变系统 比两弹一星还要难

日前,经过3年的攻关,中国科学院核能安全技术研究所建成了“多功能铅铋堆技术综合实验回路KYLIN-II”。在2月21日召开的项目评审会上,来自中国核动力研究设计院、中国原子能科学研究院、中科华核电技术研究院等单位相关领域专家对该装置的功能定位、设计指标和关键系统等进行了详细评估,并现场考察了KYLIN-II回路材料实验区、热工实验区及数字虚拟回路的运行情况,评审专家组一致认为:“该装置是世界最大的多功能液态铅铋综合实验平台,回路规模、设计与综合实验能力处于国际领先水平。发展了多项核心技术,成果具有创新性。其成功建造与调试运行为我国铅基反应堆技术及液态重金属技术进一步研究奠定了基础,为提升中国在先进核能领域的国际竞争力起到重要作用”。

铅铋合金回路试验装置是研究并解决铅铋反应堆材料相容性、冷却剂流动与传热、设备与系统安全等关键科学技术问题的必备平台。回路由容器、管道等构件以及驱动泵、热交换器等主要设备组成,用于观测研究铅基合金流动与传热等基本特性,以及开展回路各构成设备独立以及集成整体测试的实验平台。与此同时,该回路还可用于铅与铅锂等其他液态重金属冷却剂实验以支持第四代铅冷快堆及聚变堆等先进核能系统基础性和前瞻性研究。由于液态金属材料具有高效导热、高沸点、大容量储能等优点,还可用于太阳能发电、零排放制氢、新型液态金属电池储能等工业领域,具有广泛的应用前景。

中国科学院核能安全技术研究所FDS团队长期从事液态重金属冷却反应堆设计与关键技术研究。2010年9月,自主研制的世界首座多功能液态铅锂综合实验平台DRAGON-IV成功运行,为液体重金属关键科学问题研究奠定了重要基础。2011年初,在中国科学院战略性先导科技专项“未来先进核裂变能-ADS嬗变系统”支持下,启动了集铅铋反应堆材料腐蚀、热工水力及安全实验于一体的多功能综合实验回路KYLIN-II的设计与研制工作,经100余科研人员3年多艰苦攻关,于2014年2月建成铅铋材料与热工水力实验回路并调试成功,实现了液态铅铋重金属高温、高流速等多物理场耦合实验环境,回路设计指标最高流体温度~1000℃,最大流速10m/s,最大热功率~2000kW,氧浓度控制范围10-9~10-6wt%,为铅铋冷却反应堆材料、燃料模拟组件性能评估及热工水力学研究与验证提供了必备的基础科学研究和工程技术验证平台,标志着中国科学院战略性先导科技专项“未来先进核裂变能-ADS嬗变系统”铅铋反应堆(CLEAR)由物理设计走向工程化研究取得重大进展。

在该实验装置设计、建设及运行过程中,中国科学院核能安全技术研究所已锻炼了一支在铅基反应堆领域具有丰富经验的创新型人才队伍,将对我国先进核能技术的持续发展做出重要贡献。

中国建成未来先进核裂变系统 比两弹一星还要难

多功能铅铋堆技术综合实验回路KYLIN-II

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