快中子增殖堆无间隙堆芯子通道内流动传热数值研究

发布时间：2024-05-19 03:56

　　钠冷快中子增殖堆(Sodium Cooled Fast Neutron Breeder Reactor,简称 SFBR)是六种第四代未来反应堆之一。钠化学性质活泼,比较容易与氧和水发生反应。鉴于轻水堆较为成熟的技术,采用轻水作为快中子增殖堆的冷却剂,配合无棒间窄缝的细小子通道,从而提高核燃料的转换率。由于高温高压等试验条件的限制,运用数值模拟研究的方法对无间隙子通道内水流动传热特性深入研究是一种比较有效的方式。以棒径为8mm的无间隙棒束子通道为研究对象,采用PRO/E5.0建立子通道物理模型,CFD软件进行网格划分。在压力14.0～18.0MPa,热流密度200～600 kW/m2,质量流速2700～3600 kg/(m2·s)参数范围内,运用计算流体力学软件CFD,采用RNG κ-ε模型对快中子增殖堆无间隙棒束子通道内水流动传热特性进行数值模拟研究及熵产分析。对无间隙子通道六面体网格进行敏感性分析,确定网格的无关解,最终确定满足数值模拟要求的网格。对无间隙子通道内水流动传热特性进行数值模拟研究。详细分析热工参数(质量流速、压力、热流密度)以及通道类型对传热特性的影响,同时对子通道内周...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２水冷快中子增殖堆无间隙子通道示意图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｗａｔｅｒ－ｃｏｏｌｅｄ?ｆａｓｔ?ｂｒｅｅｄｅｒ?ｒｅａｃｔｏｒ?ｗｉｔｈｏｕｔ?ｇａｐ?ｓｕｂ－ｃｈａｎｎｅｌ??

工质水作为良好的热载体，其在电力、化工等工程领域有着良好的应用条件。快中??子增殖堆具有广阔的应用发展前景，但其在研发过程中仍存在着许多技术难点，包括反??应堆堆心结构设计、包壳和结构材料性能、反应堆热物理和稳定性分析。图１－２所示的??燃料组件中，子通道流通横截面积很小且彼此独....

图2-1不同数值方法区域与节点的划分Fig.2-1DivisionofregionsandnodesofdifFerentanmericalmethods

２数值计算基本理论??场。通过建立一个离散方程，建立了离散的离散变量的近似解。在流动与传热数值计算??中广泛应用的是有限差分法（ＦＤＭ）、有限容积法（ＦＶＭ）、有限元法（ＦＥＭ）和有限??分析法（ＦＡＭ）?［５３］。图２－１是不同数值方法区域和节点划分的图示。??

图３－１物理模型??Ｆｉｇ．?３－１?Ｔｈｅ?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｓｕｂ－ｃｈａｎｎｅｌ??

３．１．１子通道物理模型??运用ＰＲＯ／Ｅ５．０软件，通过拉伸建立３种类型无间隙堆芯子通道物理模型，物理模??型如图３－１所示。??Ｖ：??类型Ａ?类型Ｂ??类型Ｃ??图３－１物理模型??Ｆｉｇ．?３－１?Ｔｈｅ?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｓｕｂ－ｃｈａｎｎｅｌ??计算....

图３－３流体域横截面网格??Ｆｉｇ．?３－３?Ｍｅｓｈ?ｏｆ?ｆｌｕｉｄ?ｄｏｍｉａｎ??２１??

软件进行网格划分，得到高质量和一定数量的网格，以保证计算结果的准确性。六面体??网格能够很好的满足这一要求，六面体结构化网格体系中节点排列有序、邻点间的关系??明确，所谓结构化网格是指把一个复杂的的计算区域分成若干块。子通道网格如图３－３??所示。??＃＃??子通道Ａ横截面网格?....

本文编号：3977570