三环路压水堆压力容器上腔室交混矩阵数值研究

发布时间：2021-03-23 18:22

　　使用STAR-CCM+软件对三环路压水堆压力容器上腔室流场进行了大规模、精细化三维数值模拟,并采用组分跟踪方法分别对157个燃料组件出口冷却剂流动进行计算,构造了一个具有3×157个元素的"上腔室交混矩阵",用该矩阵即可定量、精确地描述冷却剂从堆芯流出后,经上腔室内交混并再分配到各热管道的复杂流动过程。研究发现堆芯流出的冷却剂在压力容器上腔室内的交混是并不充分的,径向上不同位置燃料组件流出的冷却剂会在上腔室同热管道的接口区域存在明显的对应关系,而燃料组件径向功率分布的差异必然导致热管道中冷却剂热分层现象的产生。 

【文章来源】：核动力工程. 2020,41(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

上腔室计算域几何模型

计算域入口边界为堆芯157个燃料组件出口截面（图1），出口边界为一回路3个热管道，假设冷却剂为定物性不可压缩流体，一回路总流量中考虑扣除2%的上封头旁流。计算采用湍流模型（2层k-ε），并配合采用对壁面网格适应性更好的两层全y+壁面函数对上腔室三维流场进行数值模拟，采用二阶离散格式并调用64核CPU进行2000步的稳态并行计算，所有方程均收敛至5×10-6以下，计算中同时监测计算域进出口总压降、各出口边界处的组分流量份额等关键参数，以辅助判断计算收敛性，求解设置见表1。2 计算结果分析

同A组件类似，C组件出口下游也对应控制棒导向筒的连续导向段，但C组件相对A而言更靠近25°热管道入口，其两侧的压力分布更不均匀，故该组分冷却剂从控制棒导向筒流出后将更早发生流动转折，并主要集中在管道中部区域。图5 上腔室不同位置燃料组件出口冷却剂相对组分浓度

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3096220