1.4典型LMFR冷却剂对比6/50铅基冷却剂与液态金属钠各有优劣铅基冷却剂液态金属钠化学情性：固有安全性高化学性质化学性质活泼沸点沸点较高：存在沸腾可能沸点极高：无沸腾风险大密度密度小密度：驱动能力要求较低腐蚀性、Po210：瓶颈性难题其他特征相对熔点较低，传热性能较好典型铅基合金铅铋合金LBE铅锂合金PbLi铅镁合金LBE44.5/55.5wt%99.32/0.68wt%97.5/2.5wt%
1.4 典型LMFR冷却剂对比 6/50 铅基冷却剂与液态金属钠各有优劣 铅锂合金PbLi 99.32/0.68wt% 铅铋合金LBE 44.5/55.5wt% 铅镁合金LBE 97.5/2.5wt% 典型铅基合金 铅基冷却剂 液态金属钠 化学惰性：固有安全性高 化学性质 化学性质活泼 沸点极高：无沸腾风险 沸点 沸点较高：存在沸腾可能 大密度 密度 小密度：驱动能力要求较低 腐蚀性、Po210：瓶颈性难题 其他特征 相对熔点较低，传热性能较好
1.4典型LMFR冷却剂对比7/50水液态钠液态铅铋冷却剂(15MPa,300C)(0.1MPa,400C)(0.1MPa,400C)273熔点/K370.98397.7854密度/kgm-3725.55102054.21.2730.144比热/kJ·kg-1.K热导率/W·m-1.K-10.558971.1113.03粘性系数/×100.12170.330.15156m2.s-16151943沸点/K1156.12液态金属热物性与其他冷却剂物性差异巨大，以及池式结构布局等特点，给反应堆的设计带来新的挑战
7/50 冷却剂 水 （15MPa, 300℃） 液态钠 （0.1MPa, 400℃） 液态铅铋 （0.1MPa, 400℃） 熔点/K 273 370.98 397.7 密度/kg·m-3 725.55 854 10205 比热/ kJ·kg-1·K 4.2 1.273 0.144 热导率/W·m-1·K-1 0.5589 71.11 13.03 粘性系数/×10- 6m2·s-1 0.1217 0.33 0.1515 沸点/K 615 1156.12 1943 液态金属热物性与其他冷却剂物性差异巨大，以及池式结 构布局等特点，给反应堆的设计带来新的挑战 1.4 典型LMFR冷却剂对比
目录8/501液态金属冷却快堆研究概述LMFR关键热工安全问题23西安交大LMFR研究工作结束语
8/50 1 液态金属冷却快堆研究概述 2 LMFR关键热工安全问题 3 西安交大LMFR研究工作 目录 4 结束语
2.LMFR关键热工安全问题9/502冷却剂热工水力特性堆芯/组件热工水力特性>堵流事故局限于单盒组件入口堵7液态金属流动换热特性具有特流，缺少中间堵流及多组件堵流殊性分析V格架或绕丝固定棒束实验数据安全分析中必须考虑盒间流影响，很少；盒间流特性需要进一步研究瑞流模型对比、扩展及改进，但缺乏验证；LMFR关键热工安全问题>堆池内结构特殊，导致热工水力>LFR在自然循环方面具有巨大优现象复杂势;>以机理研究为主：射流和夹带系统程序验证工作开展较少，V>LFR蒸汽发生器传热管破裂宜局限于欧盟地区：（SGTR）现象需要重点关注多物理场、多维度耦合系统分析是未来发展趋势；堆池热工水力现象研究LMFR系统热工水力研究4
2. LMFR关键热工安全问题 9/50 LMFR关键 热工安全问题 1 堆池热工水力现象研究 ➢ 堆池内结构特殊，导致热工水力 现象复杂 ➢ 以机理研究为主：射流和夹带 ➢ LFR蒸汽发生器传热管破裂 （SGTR）现象需要重点关注 堆芯 2 /组件热工水力特性 ➢ 堵流事故局限于单盒组件入口堵 流，缺少中间堵流及多组件堵流 分析 ➢ 安全分析中必须考虑盒间流影响， 盒间流特性需要进一步研究 LMFR系统热工水力研究 4 ➢ LFR在自然循环方面具有巨大优 势； ➢ 系统程序验证工作开展较少， 且局限于欧盟地区； ➢ 多物理场、多维度耦合系统分 析是未来发展趋势； 3 冷却剂热工水力特性 ➢ 液态金属流动换热特性具有特 殊性 ➢ 格架或绕丝固定棒束实验数据 很少； ➢ 湍流模型对比、扩展及改进， 但缺乏验证；
2.1LMFR冷却剂的热工水力特性研究10/50冷却剂热工水力特性是核反应堆热工水力分析的基础液态金属具有特殊的物理化学性质流动换热模型上也区别于常规流体换热模型换热机理差异，导热占主要作用，常VS低Pr数液态金属常规流体规流体换热模型不再适用大密度、高粘度、物性随温度变化趋势不同铅铋合金VS碱金属换热模型不完全通用，碱金属略强于铅铋合金流动模型液态金属与常规流体相似，可采用水的摩擦系数关系式计算铅铋合金实验水摩擦系数模型Cheng-TodreasTHEADES19棒束实验ENEA19棒束实验Novendstern
10/50 液态金属 常规流体 低Pr数 换热机理差异，导热占主要作用，常 规流体换热模型不再适用 铅铋合金 碱金属 大密度、高粘度、物性随温度变化趋势不同 换热模型不完全通用，碱金属略强于铅铋合金 冷却剂热工水力特性是核反应堆热工水力分析的基础，液态金属具有特 殊的物理化学性质，流动换热模型上也区别于常规流体 流动模型 液态金属与常规流体相似，可采用水的摩擦系数关系式计算 铅铋合金实验 水摩擦系数模型 THEADES 19棒束实验 Cheng–Todreas ENEA 19棒束实验 Novendstern 换热模型 2.1 LMFR冷却剂的热工水力特性研究