中国HCCB-TBM氚增殖单元三维多物理场耦合氚输运模拟分析.pdfVIP

第43卷第3期核化学与放射化学Vol.43No.3

2021年6月JournalofNuclearandRadiochemistryJun2021

中国HCCB-TBM氚增殖单元三维多物理场

耦合氚输运模拟分析

王俊，张龙，王晓宇-，武兴华，曹启祥

核工业西南物理研究院，四川成都610225

摘要：中国氦冷固态实验包层模块(HCCB-TBM)将在国际热核聚变实验堆(ITER)上安装测试，以验证其氚

增殖能力与核热移出能力HCCB-TBM中的氚输运与流体的传热和传质、氢同位素交换、结构材料的

SORET效应密切相关考虑以上物理因素，基于商业软件COMSOL完成了HCCB-TBM氚增殖单元多物理

场耦合的氢同位素输运模拟分析。分析结果表明:球床吹洗气体中含氢有助于抑制氚渗透损失；当吹洗气体含

氢浓度为4.66X102mol/m3时，产生约13.2倍的氚渗透阻止效应

关键词:HCCB-TBM；多物理场；氚输运

中图分类号:TL62文献标志码:A文章编号=0253-9950(2021)03-0205-07

doi：10.7538/hhx.2021.43.03.0205

ThreeDimensionalMulti-PhysicsSimulationofTritiumTransport

forTritiumBreederUnitinHelium-Cooled

CeramccBreederTestBlanketModuleofChina

WANGJun,ZHANGLong,WANGXiao-yu*,WUXing-hua,CAOQi-xiang

SouthwesternInstituteofPhysics%ChinaNationalNuclearCorporation%Chengdu610225%China

Abstract:ChinaHelium-CooledCeramicBreederBlanketModule(HCCB-TBM)willbe

instaledonInternationalThermonuclearExperimentalReactor(ITER)totestitstritium

breedingperformanceandthermalremovalability.ThetritiumtransportdynamicsinHCCB-

TBMiscloselylinkedtofluidheatandmasstransfer，hydrogenisotopeexchanging，the

SORETefectinstructurematerial.Inthispaper，basedonthecommercialsoftwareCOM-

SOL，a3-dimensionalmulti-physicshydrogenisotopestransportanalysisiscompletedwith

above-mentionedphysicsconsideredforHCCB-TBMtritiumbreederunit.Thecalculation

resultsshowthathydrogendopedintopurgegasbenefitstoinhibittritiumpermeationloss，

anditappearsapermeationreductionfactorof13.2with4.66X10f2mol/m3hydrogenin

purgegasflow.

Keywords:HCCB-TBM；multi-physics；tritiumtransport

收稿日期：2021-03-12；修订日期:2021-04-22

基金项目：国家重点研发计划项目(No.2017YFE03