带绕丝燃料组件流场数值模拟

发布时间：2020-06-26 04:36

【摘要】：燃料组件作为反应堆的核心部件,其热工水力特性分析对反应堆的安全性和经济性至关重要。带绕丝燃料组件广泛应用于钠冷快堆、铅冷快堆、ADS系统,由于其结构的复杂性给热工水力分析带来一定的困难。本文采用计算流体力学方法对7棒束绕丝组件进行热工水力分析。应用商用网格划分软件ICEM CFD生成整个流体域的结构网格,并利用CFX进行求解。为获得准确可信的计算结果针对模型进行了网格独立性验证获得网格独立解,计算结果与ANL的LES计算结果基本符合。主要研究了组件的压降、横向流、子通道内的流量分配、各子通道内的温度分布及燃料包壳轴向的温度分布。通过调研大量文献发现,几乎所有的计算模型均采用六边形燃料盒,仅存在少数实验模型采用了不规则燃料盒但并未分析采用该模型的流动换热影响及其优缺点。所以和多数研究不同本文通过改变组件燃料盒的形状研究其对组件流动换热的影响。研究结果发现采用新型波浪形燃料盒与采用典型六边形燃料盒在各子通道内的流动形式有本质区别。采用波浪形燃料盒可有效帮助绕丝建立子通道间的横向流、使子通道内的流量和温度分布更均匀及使包壳周向温度分布更均匀。通过本研究可帮助改善外围燃料棒的流动环境进而优化组件的设计。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TL352
【图文】：

华北电力大学硕士学位论文逡逑将绕丝稍嵌入包壳。图４－１邋（Ａ）为单根带绕丝燃料棒，图４－ｌ（Ｂ）给出六边形７逡逑棒束燃料组件横截面，并标注组件主要结构参数燃料棒直径Ｄ，燃料棒间距Ｐ，逡逑绕丝直ｇＤｗ，组件跨距Ｆ。图中还给出了组件的子通道划分和子通道狭缝的划逡逑分，主要用来统计压力、速度、温度等物理量，以便对绕丝组件的流动换热有更逡逑深的理解。图４－１邋（Ｃ－Ｅ）是根据目前研究现状提出的不同形状燃料盒，用来研逡逑究燃料盒形状对绕丝燃料组件流动换热影响，波浪形ＩＩ相比与波浪形Ｉ只是筒壁逡逑外围的突起更为明显。模型的几何参数参考了阿贡实验室７棒束大涡模拟基准逡逑题。为了在壁面生成高质量边界层，稍微增加了绕丝到燃料盒的距离，参数对比逡逑见表４－１。逡逑＼逦ｙ逦Ｄｕｃｔ邋Ｗａｌｌ逡逑＜Ａ）逦ｒ邋ｄ逡逑＿善

本文编号：2729833