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名称 : 微型核反应堆热管温差发电的热电性能研究
发表日期 : 2021-02-03
摘要 :

热管冷却反应堆设计用于满足未来能源需求,具有模块化、固态和静态、高可靠性和被动安全等独特优势。在创新的核反应堆设计中,热管用于冷却反应堆堆芯并被动传递裂变热,热电发电机(TEG)用于实现静态能量转换。本文建立了一个有限元模型,以研究与热管耦合的TEG热电性能。采用温度场和流场耦合模型模拟了钾热管的传热性能,包括热管壁、芯和蒸汽区。建立了热管TEG实验装置,并进行了稳态实验。选择实验装置作为数值模拟对象,将模拟结果与实验数据进行比较,以验证数值模型。最大模拟误差在5%以内。在验证和验证的基础上,研究了稳态热电性能、接触热阻和外部负载对方钴矿TEG热电性能的影响。在稳态模拟中研究了详细的热通量分布、温度分布和电势分布。TEG横截面的温度分布中心对称,水平温差为26°C。随着通过TEG模块的热通量增加,TEG热侧热阻引入的温差从33°C增加到94°C。热阻对TEG热侧的影响比TEG冷侧的影响更显著。研究了不同热通量条件下外负载对TEG输出特性的影响。随着热通量从60增加到166 kW/m2,TEG模块和p-n单元的温差分别增加432°C和348°C,热电转换效率从3.6%提高到8.5%,输出功率增加20 W、 分别是。研究结果对探索三甘醇在静态热管冷却堆中的应用潜力具有指导意义。这项工作为微热管冷却反应堆的多物理耦合分析提供了研究基础。

网址 : https://doi.org/10.1002/er.6450
领域 : 核工程与设计
出版公司 : John Wiley & Sons Inc.
出版国家 : US
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重点项目名称 : 新型海洋静默式热管核反应堆技术研究
项目所属数据集 : 热管-温差发电器件一体化集成技术数据集

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