小型超临界二氧化碳球床堆堆芯热工水力特性分析

发布时间：2020-09-23 10:38

　　 超临界二氧化碳(S-CO2)具有存储量大、廉价易得等优点,将其用作冷却剂可以提高循环效率。本文以S-CO2作工质,并与球床堆相结合,设计了 S-CO2直接冷却堆芯的模块化球床反应堆。首先,针对S-CO2球床堆中使用的燃料组件进行了概念设计,使用CFD方法分别比较了采用不同的燃料球堆积方式和不同的燃料组件形状其热工水力性质的异同点,为后续的堆芯热工水力概念设计选取了规则燃料球的堆积方式和圆柱形的燃料组件。然后,根据燃料球的物理特性及安全性要求制定了反应堆堆芯热工水力设计准则,采用单通道法进行了堆芯热工水力的概念设计,所得结果可以满足设计准则要求。并对堆芯的高径比和燃料球半径进行了参数敏感性分析,可知燃料包壳表面温度随燃料球半径的增大而升高;堆芯高径比越小,包壳峰值温度越低且最高温度的位置越靠近堆芯出口处。最后以上述研究得到的热工水力概念设计参数为基础,采用CFD中多孔介质非热平衡法对单个燃料组件内的燃料及冷却剂热工水力特性进行了数值模拟及结果分析;然后对CFD中多孔介质附加了不同的动量源模型,并分析了三种计算方法的差异。采用德国安全标准(KTA)模型计算所得的压降最小,几种模型计算所得温度的结果差异不大。最后,对预设工况下的燃料组件进行了热工水力的计算,得到超过燃料温度限值的工况。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TL35
【部分图文】：

第２章球床堆燃料组件设计逡逑第２章球床堆燃料组件设计逡逑反应堆的结构设计参考文献［２１］，如图２．１所示，设计中充分考虑将堆芯和气轮机一逡逑体化，不仅可以方便安装和运输还可以尽量减少管道数目，降低发生事故的风险。反应逡逑堆堆芯由７个燃料组件组成呈均匀环形布置，这种布置不仅可以改善堆芯功率分布不均，逡逑同时增加了堆芯的外表面积，有助于通过自然对流进行停堆后堆芯的余热排出。每个燃逡逑料组件由大量的燃料球堆积而成，但燃料球的堆积形式及燃料组件的形状可以根据需要逡逑进行选择，本章中针对这一问题进行了简单的燃料组件设计。逡逑｜｜邋Ｉ逡逑Ｉ逡逑｜邋Ｉ邋ｗ）邋Ｌｉ邋＇，逡逑压力容器邋Ｌ邋Ｉ逦，邋＊逦，逡逑＼ｌｉｆｉ逡逑Ｉ邋＾１／逡逑Ｉ邋１１逡逑石埾中子”逦扉．流动悋遒逡逑反射层＼逦Ｕ：逦Ｕ邋／逡逑＼邋：邋ｆ邋

第２章球床堆燃料组件设计逡逑第２章球床堆燃料组件设计逡逑反应堆的结构设计参考文献［２１］，如图２．１所示，设计中充分考虑将堆芯和气轮机一逡逑体化，不仅可以方便安装和运输还可以尽量减少管道数目，降低发生事故的风险。反应逡逑堆堆芯由７个燃料组件组成呈均匀环形布置，这种布置不仅可以改善堆芯功率分布不均，逡逑同时增加了堆芯的外表面积，有助于通过自然对流进行停堆后堆芯的余热排出。每个燃逡逑料组件由大量的燃料球堆积而成，但燃料球的堆积形式及燃料组件的形状可以根据需要逡逑进行选择，本章中针对这一问题进行了简单的燃料组件设计。逡逑｜｜邋Ｉ逡逑Ｉ逡逑｜邋Ｉ邋ｗ）邋Ｌｉ邋＇，逡逑压力容器邋Ｌ邋Ｉ逦，邋＊逦，逡逑＼ｌｉｆｉ逡逑Ｉ邋＾１／逡逑Ｉ邋１１逡逑石埾中子”逦扉．流动悋遒逡逑反射层＼逦Ｕ：逦Ｕ邋／逡逑＼邋：邋ｆ邋

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本文编号：2825227