含绕丝燃料组件内铅铋冷却剂流动特性的数值分析

发布时间：2020-08-17 18:44

【摘要】：铅铋合金因具有良好的中子性能和热传导性能,成为加速器驱动次临界系统ADS (Accelerator Driver Sub-critical System)冷却剂兼散裂靶的首选材料,铅铋冷却反应堆也成为第四代反应堆的主要发展堆型。燃料组件是反应堆的核心部件,其性能直接影响反应堆的安全性、经济性和可靠性。液态金属冷却反应堆燃料组件内,绕丝按照相同的螺距缠绕在燃料棒上,使燃料棒之间保持合适的间隔并形成冷却剂通道。绕丝的存在使组件内冷却剂产生混流,从而促进各子通道内冷却剂的热交换,提高冷却剂的温度均匀性。但绕丝的存在使燃料组件的摩擦系数增大同时热点增多。数值模拟分析绕丝对燃料组件内冷却剂流动特性的影响,对改善其热工特性具有重要意义。 本文参考FDS团队设计的10MW自然循环铅铋冷却反应堆燃料组件方案,利用CFD软件FLUENT获得了燃料组件内冷却剂的详细流场与温度场分布,确定了组件摩擦系数、冷却剂温度梯度、组件热点等重要参数；对比分析冷却剂进出口压降的理论计算值与模拟值；分析绕丝螺距对燃料组件热工水力特性的影响；分析出口处绕丝位置对冷却剂出口温度与速度分布的影响；这些结果为铅铋冷却反应堆燃料组件的设计与优化提供相关数据参考。 研究结果表明10MW自然循环铅铋冷却反应堆燃料组件中铅铋的最高温度为701K,平均轴向流速为0.205m/s, UO2芯块的最高温度约为1007K,满足热工水力设计要求；绕丝的存在使出口冷却剂温度分布更均匀；三种不同绕丝螺距及角度的分析模型中,绕丝螺距为550mm时,摩擦压降最小,能提高冷却剂的自然循环能力,绕丝出口角度γ=30°时,冷却剂出口温度更均匀。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TL352

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 闫淑敏;;阿海珐对核燃料发展的展望[J];国外核新闻;2010年02期

2 童慎修,齐世金,钟福波,兰虹;AFA 3G燃料组件生产技术、质量总结[J];核动力工程;2002年05期

3 沈兆普,徐勇,陆秋海,葛东云,王波,戴诗亮;板状燃料组件非线性振动特性[J];原子能科学技术;2005年05期

4 杨晓东,伍志明,罗健康;AFA 3G燃料组件制造技术引进经验[J];核动力工程;2002年05期

5 谢仲生,尹邦华,章宗耀;轻水反应堆燃料组件中子通量和功率分布的计算程序[J];核动力工程;1989年03期

6 徐勇,张振声;5MW THR燃料组件[J];核动力工程;1990年05期

7 李伟才;肖忠;;压水堆燃料组件弯曲变形机理及规避措施[J];核动力工程;2008年02期

8 王永才;;为核电站建立优质“粮仓”的功勋企业——中核建中努力打造中国核燃料品牌[J];中国军转民;2009年09期

9 李海龙;陆秋海;莫亚飞;文静;孙刚;李海生;王波;;中国实验快堆燃料组件频率测量试验[J];原子能科学技术;2010年11期

10 姚朝晖，王学芳，沈孟育;燃料组件中冷却剂流动与传热的数值分析[J];原子能科学技术;1996年06期

相关会议论文 前10条

1 黄玉才;刘承新;石永康;;压水堆核电站高性能燃料组件研究[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展（下册）[C];1999年

2 廖泽军;孔德萍;李卓群;薛新才;;秦山310 MWe燃料组件随堆燃耗考验及评价[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集（第一卷·第4册）[C];2009年

3 王丹;;全锆铌合金燃料组件下管座三坐标测量程序设计[A];中国核学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

4 王效忠;刘大鸣;许小明;贾向军;;在堆燃料组件无损检测中的中子符合测量技术[A];全国第三届核反应堆用核仪器学术会议论文集[C];2003年

5 陈炜;窦海峰;胡志勇;;反应堆新燃料组件铁路运输货包固定系统安全分析[A];中国工程物理研究院科技年报(2008年版)[C];2009年

6 刁均辉;;COBRA-EN程序在压水堆燃料组件辐照考验中的应用[A];中国核学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

7 张之华;钱达志;徐显启;徐勇;刘汉刚;刘耀光;阮於珍;;新型U_3Si_2-Al燃料组件的部分工程验证试验研究[A];第四届全国反应堆物理与核材料学术研讨会论文集[C];2009年

8 高起发;张玲;吕顺光;简旭宏;李书居;吕振祥;;我国大型核电燃料组件生产线运行对辐射环境的影响[A];全国放射性流出物和环境监测与评价研讨会论文汇编[C];2003年

9 刘承新;;压水堆燃料组件加深燃耗及其相关问题探讨[A];2006全国核材料学术交流会论文集[C];2006年

10 陈炜;胡志勇;;乏燃料元件源项计算及实验校验[A];中国工程物理研究院科技年报（2002）[C];2002年

相关重要报纸文章 前10条

1 核科学与技术专业博士 刘志_";燃料组件的制造[N];中国能源报;2010年

2 左孝本 王永才 记者　蒋寒;我国核电燃料组件实现技术升级[N];科技日报;2006年

3 彭勇;岭澳核电站国产化取得重大进展[N];经济参考报;2006年

4 孙郁瑶;广东岭澳核电站核燃料组件国产化获突破[N];中国工业报;2006年

5 本报记者 朴淑瑜;管座孔槽上谱赞歌[N];科技日报;2007年

6 王永才;我国成功制造出高燃耗核电燃料组件[N];四川科技报;2002年

7 王永才邋左孝 本记者 朱会伦;核燃料组件生产线建成[N];科技日报;2007年

8 本报记者 高柱邋本报通讯员 李z疡

本文编号：2795695