压水堆燃料组件共轭传热及通道内流场的计算研究

发布时间：2021-04-07 00:42

　　为更好的研究燃料组件内冷却剂的流动与传热过程,本文采用CFD工具开展了相关研究。本文开展了以下工作:首先,进行棒束通道流固共轭传热数值计算,得到棒束通道内的流场和温度场,并与直接添加表面热流密度的单流体模拟对比,证明了堆芯CFD流场分析时进行流固共轭传热计算的优点;第二,提出了燃料棒导热计算的气隙简化处理方法,推导出等效包壳物性的计算公式,并用FLUENT软件对简化处理方法进行了正确性检验;第三,基于点堆中子动力学模型,并按照燃料棒轴向热源服从余弦分布给定热边界,建立了核热耦合计算模型,编写了相应的用户自定义函数,并计算了反应性引入扰动时冷却剂和燃料棒热工参数的瞬态响应;最后,建立了定位格架的三维几何模型、仿真网格模型,并在FLUENT中进行了单相稳态流场的计算,分析了冷却剂流经定位格架后的流场特征。通过计算和分析,本研究得出如下结论:通过对棒束通道流固共轭传热计算与直接添加表面热流密度的单流体计算结果的对比,表明采用流固共轭传热计算可以获得更加全面和准确的温度场;基于热容量和热阻不变的原则,推导出的等效包壳的物性计算公式是正确的,对气隙进行简化不会对燃料芯块和冷却剂的流场、温度场造成... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同湍流模型计算结果对比

(a)流线图 (b)速度矢量图图 1.2 定位格架处流线图及速度矢量图2014 年，晁嫣萌、杨立新等[13]使用 ANSYS CFX 软件，对有典型格架的 5×5 棒道冷却剂流场进行计算，通过分析涡流搅混因子、交叉流搅混因子、湍流强度因子个搅混效果评价因子，探讨了搅混翼对冷却剂流动与换热的影响，同时对比研究了

图 1.3 定位格架不同位置处网格截面除在流场模拟和预测方面的研究外，CFD 软件还被应用于定位格架辅助设计中003 年，Cui X Z 等[17]将设计的具有不同形状的交混翼的子通道内流场进行模拟，研混翼对下游冷却剂流动和传热特性的影响。计算结果表明搅混翼偏折角度越大，下流越强，在偏折角度低于 25 度时，偏折角度对冷却剂传热特性无显著影响。2004 年


本文编号：3122465