燃料组件棒束内流动特性的实验及数值研究

发布时间：2023-05-06 01:19

　　压水反应堆的燃料组件由一定数量的燃料棒排列而成,冷却剂沿轴向从燃料棒间流过,带走热量。有效地导出堆芯热量是影响反应堆的安全和经济性能的重要因素。因此,掌握棒束几何中的流动传热特性将有助于燃料组件的设计。计算流体力学(CFD)正成为核燃料组件设计的重要分析工具。而大量的经验表明,由于入口条件给定的不明确、网格划分的不合理、湍流模型选择的不合适等原因,采用CFD工具分析核燃料组件棒束流场仍然存在很大的不确定性。因此,需要利用实验数据对CFD分析结果进行更充分的验证评价工作,从而得到CFD在核燃料组件流场计算中的最佳实践导则,为CFD在核燃料组件设计中的应用提供指导。针对CFD验证评价的需求,本文设计了带简易定位装置的6x6棒束流场测试实验,并利用激光多普勒测速仪测量棒束内的流场。在实验中,从试验段侧向视窗测量了距离定位格架不同距离处的主流速度和主流湍流强度分布信息,而从试验段出口端面测量了近出口处三维速度与湍流强度的分布信息,从而得到了棒束内定位装置下游的速度场及雷诺应力演变规律。实验中,通过在实验本体内设置不同的P/D(棒间距/棒直径)比,研究了P/D比对轴向速度分布的影响。研究发现,P...

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 棒束间流场的实验研究
        1.2.2 棒束间流场数值计算研究
    1.3 本文主要研究内容
第二章 棒束流场实验测量方法
    2.1 实验回路系统
    2.2 6x6试验段结构
    2.3 测量及数据处理方法
        2.3.1 测量方式的选择
        2.3.2 示踪粒子的选择
        2.3.3 LDV测量数据处理
    2.4 本章小结
第三章 棒束流场实验测量结果及分析
    3.1 实验工况
    3.2 定位格架下游主流速度的演变
    3.3 定位格架下游湍流强度的演变
    3.4 试验段出口处三维流场速度分布
    3.5 雷诺数对流动的影响
    3.6 影响LDV测量精度的因素
        3.6.1 样本误差
        3.6.2 测量体误差
    3.7 本章小结
第四章 CFD湍流计算模
    4.1 数值模拟方法
        4.1.1 流动数值研究方法
        4.1.2 湍流模型
    4.2 计算模型及网格划分
    4.3 网格敏感性分析
    4.4 计算结果分析
        4.4.1 湍流模型对轴向速度的影响
        4.4.2 湍流模型对雷诺应力轴向分量的影响
    4.5 本章小结
第五章 全文总结及展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
附录1 激光多普勒测速装置
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：3808737