乏燃料組件等效參數(shù)模擬分析.pdf

1、核電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)生了大量的乏燃料，乏燃料的有效儲存對核電廠的運行有著關鍵的影響。目前已經(jīng)提出的非能動干式儲存技術已被證明是一種更加靈活、安全和經(jīng)濟的儲存方式，具有很大的應用前景與研究價值。本文采取數(shù)值模擬的研究方法，對典型的混凝土干式儲存罐體結構HI-STORM系統(tǒng)進行傳熱方面的研究，主要的研究內(nèi)容與結果有:
　　(1)針對該儲存罐體組成結構的特點，為合理簡化其幾何模型，本文提出把結構復雜的乏燃料組件進行等效多孔介質(zhì)化的方法

2、;針對傳統(tǒng)傳熱模型存在的局限性，為建立更加準確的數(shù)值模型，本文提出同時考慮輻射傳熱和自然循環(huán)對流對該干式儲存系統(tǒng)衰變余熱排除的影響。
　　(2)對乏燃料組件進行流動特性的研究:用ANSYS Fluent CFD軟件選用標準k-ε湍流模型，成功模擬出氦氣在格架單元內(nèi)的流動，得出氦氣橫截面上的速度分布，發(fā)現(xiàn)速度分布與實際經(jīng)驗吻合;擬合壓降與速度的關系式，獲得等效多孔介質(zhì)區(qū)域的流動阻力公式，包括粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)。
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3、3)對乏燃料組件進行傳熱特性的研究:建立二維對稱結構，選用離散坐標(DO)熱輻射模型，模擬乏燃料組件在橫截面上的溫度分布，結果表明，隨著溫度的升高，輻射傳熱對乏燃料組件內(nèi)部的溫度分布和傳熱的影響逐漸增大，且格架壁面溫度較衰變熱量對最高溫度和有效導熱系數(shù)的影響要大;擬合出等效多孔介質(zhì)區(qū)域的徑向有效導熱系數(shù)與溫度的關系式;對于軸向的有效導熱系數(shù)，本文用面積加權平均的方法獲得。
　　(4)對乏燃料干式儲存系統(tǒng)進行傳熱方面的研究:建立1/