两出口压水堆上腔室流动特性数值模拟

发布时间：2024-03-23 22:50

　　上腔室内的流场对反应堆的安全运行有着不可忽视的影响。AP1000作为当下主流的核电技术,一个主要的创新即是将压力容器出口管数目由三个改成两个。本文利用数值计算的方法对两出口压水堆上腔室内流动特性进行研究,并将AP1000与APR1400上腔室进行了比较。通过本文的研究,分析了冷却剂在上腔室的搅混特性和热管段内的热分层现象,对比了两种不同内部结构的两环路上腔室流体特性,本文为上腔室内部构件的优化以及相关研究,提供了重要的参考。本文的数值模拟在Linux系统上进行,通过Salome软件进行前处理,建立计算模型,划分网格,利用Python将模型及网格代码化。通过Code_Saturne进行计算,并用Paraview进行数据后处理。根据计算结果,探究了两出口上腔室内的流动特性,得到了导向筒的设计对于流体搅混的作用,对比了不同内部结构下,上腔室流场的变化。并分析了中子低泄漏燃料排布情况下,热管段流体的热震荡现象。计算结果表明,冷却剂在上腔室主要有三条流道,中央区冷却剂首先竖直向上流到堆顶,再进行90^o折流,流向热管段。近壁区冷却剂距离出口喷嘴较近,则直接...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1AP1000压力容器结构示D.Wu[8]等对台湾马鞍山核电厂反应堆压

2设计。因此本文将以AP1000为主要研究对象，进行两环路压水堆上腔室的流体特性数值模拟研究，并进行AP1000和APR1400简要对比。1.2反应堆上腔室热工水力研究现状数值计算法广泛地被应用于核反应堆安全相关的诸多问题，包括污染物的扩散机理预测，核电站厂址大气环境模拟、海湾流....

图1.2ROCOM实验台示意图[37]

6环路结构模型，网格量为2000万，利用CFD软件CFX通过标准K-ε湍流模型对堆芯冷却剂的流动进行仿真模拟，采用RELAP5/PARCS耦合计算结果构成堆芯热源，并研究了在某环路二次侧冷却失效时上腔室内冷却剂的搅混情况，与实验数据做了对比，得到了较好的模拟效果，从而验证了CFD....

图1.3APR1400一回路示意图

7Thomas[40-42]等探索了应急冷却水加入之后，存在密度差之后的混合搅混。考虑了不同入口5%的流速差以及应急冷却水10%的密度差。并同时进行了CFD模拟，实验与模拟结果表示，搅混水平主要由浮力决定，在高质量流量下，注入的弹状流会沿着吊篮周边方向扩散。而浮力可以减轻这种传播....

图1.4四环路数值模拟模型示意图（EPR左[51]，VVER右[35]）

8通过DVI进行含硼水注入的情况，MARS显示含硼水存在大量旁流的现象，而fluent的结果相反，涡流会在冷腿周边形成，并通过高流通区域流向下降管段。实验结果验证CFD模拟的准确性。Gong[48]等人通过CFD软件AnsysCFX验证了APR+实验台的实验数据。得到了在不装堆芯....

本文编号：3936584