熔盐添加剂对熔盐高温热稳定性的改性研究

熔盐由于其化学性质稳定、传热性能优异,常被用作熔盐堆的冷却剂,同时熔盐的高温热稳定性也决定着熔盐堆的稳定。选取成本低廉、传蓄热性能优异的太阳盐(Solar salt)(Na NO3-KNO3,60%(wt)~40%(wt))熔盐作为基盐,Na_2CO_3作为添加剂,研究了添加剂对熔盐高温热稳定性的影响。利用同步热分析仪、质量损失率-时间曲线研究了Na_2CO_3对Solar salt工作温度范围和热稳定性的影响,并通过化学分析和pH值分析验证了Solar salt的分解产物。结果表明:添加1%(wt)的Na_2CO_3能使Solar salt熔盐的工作温度范围扩大20oC,热稳定性提高3.2%。上述研究可以为添加剂在熔盐堆中的应用提供一定的参考。     

几种典型熔盐冷却剂的热物性研究

熔盐是一种优异的传热介质。热物性数据是熔盐传热应用过程中的关键基础数据。按照制定的样品制备规范、样品测试操作流程和数据处理分析方法,采用差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC)、自主研制的阿基米德法密度仪和旋转柱体式粘度仪、改进的激光闪光法导热仪对FLi Na K、Clo Kmag和HTS熔盐的熔点、比热容、密度、导热系数、粘度系数进行了实验测量和数据评估。首次系统地提供了FLi Na K和HTS熔盐在熔点以上80 K温区的粘度系数、Clo Kmag盐的关键热物性数据。为这些熔盐的热工水力设计分析提供了准确可靠的基础数据。     

LiF-NaF-KF体系的相图计算

基于CALPHAD技术首先评估了LiF-NaF和LiF-KF两个二元熔盐体系,液相和端际固溶体Halite相均采用Redlich-Kister多项式置换熔体模型描述,模型参数的优化选取实验相平衡数据和热化学数据以及本文根据第一性原理预测的数据.结合文献中已报道的NaF-KF体系的热力学参数,用Muggianu模型扩展至LiF-NaF-KF三元体系,根据三元共晶点的实验数据调整三元交互参数.最终的相图计算结果与绝大部分实验数据和第一原理计算数据吻合较好,由此获得了一套自洽且可靠的热力学参数,其能够准确描述LiF-NaF-KF体系的相平衡与热力学性质.      

FKZr的热物性及热稳定性研究

熔盐堆冷却剂的热物性是熔盐堆物理、热工水力学设计以及安全分析的重要参数。KF-ZrF4(58-42 mol%)(FKZr)是熔盐堆中的一个具有潜在应用价值的冷却剂。该组成熔盐的热物性在文献中鲜有报道,这为其实际应用带来困难。分别采用差示扫描量热(Differential Scanning Calorimetry,DSC)、阿基米德和热重分析等方法测量和表征了FKZr熔盐的熔点、熔化焓、密度等重要的热物性参数和热稳定性。实验结果表明FKZr的熔点为693.6 K,与文献报道结果一致,符合熔盐堆中冷却剂的要求;熔化焓为71.8 J·g?1;密度为??3.3841?0.8954?10?3T(753?923 K);热重分析表明FKZr在873 K下性质稳定,不发生明显的挥发现象。