AbstractOne of the major issues remaining for ceramic breeder blankets involves uncertainties in heat transfer and thermomechanical interactions within the breeder and multiplier regions. Particle bed forms are considered in many reactor blanket designs for both the breeder and Be multiplier. The effective thermal conductivity of beds and the wall—bed thermal conductance are still not adequately characterized, particularly under the influence of mechanical stresses. The problem is particularly serious for the wall conductance between Be and its cladding, where the uncertainty can be greater than 50%. In this work, we describe a new model for the wall—bed conductance that treats the near-wall region as a finite-width zone. The model includes an estimate of the region porosity based on the number of contact points, and the contact area for smooth surfaces. It solves the heat conduction in a near-wall unit cell. The model is verified with existing data and used to predict the range of wall conductances expected in future simulation experiments and in reactor applications.
セラミック増殖ブランケットに残る主要な課題の一つは、増殖領域および増倍領域内における熱伝達と熱機械的相互作用に関する不確実性である。粒子充填層の形態は、増殖体およびBe増倍体の両方について、多くの炉設計において考慮されている。充填層の有効熱伝導率および壁面－充填層間の熱コンダクタンスは、特に機械的応力の影響下において、依然として十分に特性評価されていない。この問題は、Beとその被覆材との間の壁面コンダクタンスにおいて特に深刻であり、その不確実性は50%を超える可能性がある。本研究では、壁面近傍領域を有限幅のゾーンとして扱う、壁面－充填層間熱コンダクタンスの新しいモデルを提案する。このモデルには、接触点数に基づく領域の空隙率の推定と、平滑表面に対する接触面積の評価が含まれる。また、壁面近傍の単位セルにおける熱伝導を解析する。本モデルは既存のデータを用いて検証され、将来のシミュレーション実験および炉適用において予想される壁面コンダクタンスの範囲を予測するために使用される。