乏燃料組件流動(dòng)與換熱數(shù)值分析.pdf

1、核電技術(shù)涉及范圍很廣,包括反應(yīng)堆物理、反應(yīng)堆熱工水力、反應(yīng)堆控制、反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)和材料等。熱工水力設(shè)計(jì)主要目的是保證反應(yīng)堆堆芯在各種運(yùn)行工況下都能得到足夠的冷卻,這里燃料組件熱工水力計(jì)算是主要分析工作之一。燃料組件格架是燃料組件重要結(jié)構(gòu)部件直接影響其熱工水力特性,本文利用CFD方法分析了帶攪混翼格架燃料組件流動(dòng)傳熱特性。所做工作主要有:對(duì)復(fù)雜格架模型的幾何生成與網(wǎng)格劃分,堆芯工況下格架特性的數(shù)值模擬,乏燃料水池工況下格架流場(chǎng)與溫場(chǎng)分析。

2、r>　　組件模型取一個(gè)周期的5×5燃料組件進(jìn)行分析,應(yīng)用UG三維造型軟件進(jìn)行幾何模型的建立,網(wǎng)格劃分軟件為ICEM CFD,劃分方法采取混合網(wǎng)格方法。光滑棒束部分劃分六面體,格架段復(fù)雜幾何部分利用自動(dòng)四面體方法,最終對(duì)兩部分網(wǎng)格進(jìn)行合并,邊界層網(wǎng)格利用Tgrid軟件生成。本文最終采用多面體與六面體網(wǎng)格混合網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算,多面體網(wǎng)格在FLUENT軟件中轉(zhuǎn)換生成。
　　計(jì)算結(jié)果展示了棒束間流動(dòng)分布與溫度分布,橫截面橫向流動(dòng)云圖與溫度云圖

3、,形狀阻力系數(shù)以及棒束表面溫度分布。比較分析了三種計(jì)算模型:光棒模型、攪混翼模型以及完整格架模型,計(jì)算結(jié)果表明在堆芯工況下帶攪混翼格架燃料組件與光棒模型相比明顯增強(qiáng)了橫向流動(dòng)并降低了棒束表面最高溫度。完整格架模型與攪混翼模型相比較,完整格架模型的剛突彈簧結(jié)構(gòu)對(duì)流場(chǎng)影響明顯,溫度場(chǎng)由于接觸部位的復(fù)雜性會(huì)在接觸處表面有溫度較高區(qū)域,需要對(duì)格架設(shè)計(jì)時(shí)減少接觸部位的面積以防止接觸處的溫度分布惡化。對(duì)于乏燃料水池工況下格架依然起到一定攪混作用,但