TOPAZ-2型熱離子反應堆電源地面試驗臺架抽真空系統特性仿真研究

王雪瑩,程 銘,呂 征,趙愛虎

(中國原子能科學研究院反應堆工程技術研究所,北京 102413)

0 引 言

隨著人類對太空的探索逐漸深入,核動力電源在太空和星表應用的優勢日益凸顯。1969年蘇聯多個研究機構合作開發了基于熱離子轉換的TOPAZ-2型核電源系統,前后一共建造6套地面測試裝置,用于地面論證和飛行論證,完成了單機14 000 h的地面試驗,積累了大量的經驗和數據[1]。縱觀空間核反應堆電源發展歷程,核反應堆電源地面綜合試驗是電源研制的必經階段[2],在空間特殊環境約束下開展地面試驗,可以真實有效驗證電源設計方案的合理可行性,以及反應堆電源的安全可靠性[3]。為達到在地面模擬出空間環境的目的,前蘇聯建造了TOPAZ-2型熱離子反應堆電源的地面試驗臺架[4],試驗過程中地面樣機所需的真空環境由真空室提供,真空室還兼具包容樣機在事故情況下釋放的放射性物質的作用[5]。其中,真空度是影響樣機工作性能最為重要的環境因素之一,建立和維持試驗樣機運行過程中所需的真空條件需要通過真空室抽真空系統實現。

根據真空室的容積、漏氣量、極限真空度、樣機材料放氣率等因素設計一套合理可靠的抽真空系統,對地面樣機模擬空間運行環境以及安全穩定運行至關重要。使用功能全面的仿真平臺對其進行仿真建模和運行測試,是驗證真空室抽真空系統設計合理性的最直接且具有實際意義的研究手段。

1 真空室抽真空……

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