先进压水堆带定位格架5×5燃料棒束通道热工水力特性CFD数值模拟

发布时间：2021-07-12 02:59

　　首先对带有定位格架的5×5燃料棒束国际基准题——MATi S-H进行模拟,得到了压水堆带定位格架燃料棒束计算流体力学（CFD）数值模拟的最佳用户实践指南,在此基础上建立了先进压水反应堆（APWR）带定位格架5×5燃料棒束详细CFD模型,研究了定位格架对子通道内冷却剂流动换热的影响,得到了冷却剂的速度、温度分布以及子通道内压降情况,揭示了搅混翼的搅混效果。结果表明,格架基体区域的横向速度主要由弹簧和刚突引起,搅混翼对冷却剂的搅混作用更加强烈,搅混翼顶部所在截面的冷却剂最大横向速度达到3.24 m/s,平均横向速度为1.44 m/s;横向速度在格架下游30个水力直径长度范围内一直大于零,且逐渐变小;格架区域的冷却剂压降急剧增大,搅混翼会大幅度改变冷却剂流动方向,导致冷却剂流道温度分布不均匀,强化传热。 

【文章来源】：核动力工程. 2020,41(S1)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

0 四周壁面的温度分布

搅混翼导致其下游冷却剂出现横流流动，轴向速度分布极不均匀，随着流体向下流动，横流在整个横截面内传播，横流能量逐渐消散，导致轴向速度均匀分布。当通道中的冷却剂流过定位格架时，其阻塞和搅混效应产生横向速度（Vlateral），定义为：图6 进出口压降随网格数量的变化

图5 先进压水堆燃料组件定位格架式中，Vx和Vy分别为截面x方向和y方向上的速度。图7为2个位置处的横向速度矢量图，定位格架基体区域的横向速度主要由弹簧和刚突引起，搅混翼引起的最大横向速度可达3.24 m/s。由图7b可知，每个子通道内的横向速度分布为椭圆形，但流动方向不一样，导向管周围的横向速度大于燃料棒周围的横向速度。图8为不同截面的平均横向速度沿轴向的变化情况，当流体流经定位格架之前，平均横向速度几乎为零；而在格架入口处，平均横向速度陡增至0.99 m/s；流体在定位格架区域的平均横向流速明显减小；流体流经搅混翼时，平均横向速度再次陡增至1.44m/s；定位格架下游流体横向速度逐渐减小，但一直存在。

【参考文献】：
期刊论文
[1]先进压水堆燃料组件设计特点[J]. 刘洋华,李云,王浩煜,齐敏,黄永忠,王璐,苗一非.  科技视界. 2017(05)



本文编号：3279058