压水堆燃料组件格架流致振动特性研究

发布时间：2021-02-05 00:26

　　本论文依托CAP1400大型先进压水堆国家重大专项课题的研究工作,基于流致振动机理及模型的研究,通过开展燃料组件格架三维流场分析,小比例组件高频流致振动试验,燃料组件整体流致振动试验研究等分析及试验研究工作,对燃料组件整体及局部流致振动机理及影响因素进行初步研究。通过对燃料组件发生流致振动的关键部件格架的重点研究,论证了燃料组件的流致振动主要由湍流激励和涡脱落导致。由于搅混翼、弹簧、刚凸等设计特征的阻碍,流体通过格架后会产生较大的涡旋和横向流,从而对燃料组件进行激振,并最终导致组件整体发生振动响应。5×5小组件流致振动试验结果表明,格架的高频流致振动由涡脱落引起,且涡脱落导致的振动幅值最大,是格架局部振动的主因。进一步针对全组件整体流致振动试验结果表明,组件整体的流致振动属于低频小幅值振动,主要由格架位置产生的湍流激励引起。本文初步建立了一套基于格架三维流场分析、5×5小组件流致振动试验,以及全组件整体流致振动试验的燃料组件流致振动特性研发方法,并通过对比流场涡旋、横向流、格架高频振动幅值、组件整体低频振动幅值等定量化评估指标,能够较为可靠地评估不同的组件设计方案的流致振动特性。并通过... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

国际压水堆燃料破损原因统计

簧、刚凸接触位置发生磨损并导致局部材料缺失，如磨损面积过大则有可能诱发燃料棒的早期破损[2]（如图 2 所示）。由于锆合金格架受中子辐照后会发生弹簧松弛现象易造成燃料棒夹持力减小甚至在寿期末完全消失，因此燃料组件在寿期中或寿期末的振动及磨损现象尤为明显。图 1 国际压水堆燃料破损原因统计Fig.1 The root cause of fuel rod leakage worldwide磨损量<10%， 磨损量<25%， 磨损量<50%， 磨损量>100%，

取组件发生格架-燃料棒流致振动磨损 GTRF 的主要成反应堆冷却剂高速流体的冲刷下不可避免会发生流致棒包壳与格架弹簧、刚凸接触位置发生相对滑移及碰损并有可能造成燃料棒的早期破损。为准确评估燃料的分析域至关重要。本章节首先将通过分析燃料组件特点，对于选取格架作为 CFD 流场分析的合理性进主要功能是对燃料棒起到定位、支撑和保护的作用，级中子源组件、次级中子源组件、可燃毒物组件、阻必要的插入通道，从而确保燃料棒结构完整的同时对1]。如图 3 所示，燃料组件垂直安装在反应堆压力容器堆芯上、下板定位销与燃料组件上、下管座的定位销。

【参考文献】：
期刊论文
[1]板状燃料组件流致振动实验研究[J]. 闵刚,薄涵亮,姜胜耀,贾海军,曲新兴,杨晶.  清华大学学报(自然科学版). 2004(03)

硕士论文
[1]5×5棒束定位格架流致振动特性研究[D]. 毛景礼.哈尔滨工程大学 2013



本文编号：3019175