壓水堆燃料組件共軛傳熱及通道內(nèi)流場的計算研究.pdf

1、為更好的研究燃料組件內(nèi)冷卻劑的流動與傳熱過程，本文采用 CFD工具開展了相關(guān)研究。本文開展了以下工作：首先，進行棒束通道流固共軛傳熱數(shù)值計算，得到棒束通道內(nèi)的流場和溫度場，并與直接添加表面熱流密度的單流體模擬對比，證明了堆芯CFD流場分析時進行流固共軛傳熱計算的優(yōu)點；第二，提出了燃料棒導熱計算的氣隙簡化處理方法，推導出等效包殼物性的計算公式，并用 FLUENT軟件對簡化處理方法進行了正確性檢驗；第三，基于點堆中子動力學模型，并按照燃料棒

2、軸向熱源服從余弦分布給定熱邊界，建立了核熱耦合計算模型，編寫了相應的用戶自定義函數(shù)，并計算了反應性引入擾動時冷卻劑和燃料棒熱工參數(shù)的瞬態(tài)響應；最后，建立了定位格架的三維幾何模型、仿真網(wǎng)格模型，并在 FLUENT中進行了單相穩(wěn)態(tài)流場的計算，分析了冷卻劑流經(jīng)定位格架后的流場特征。
　　通過計算和分析，本研究得出如下結(jié)論：通過對棒束通道流固共軛傳熱計算與直接添加表面熱流密度的單流體計算結(jié)果的對比，表明采用流固共軛傳熱計算可以獲得更加全面

3、和準確的溫度場；基于熱容量和熱阻不變的原則，推導出的等效包殼的物性計算公式是正確的，對氣隙進行簡化不會對燃料芯塊和冷卻劑的流場、溫度場造成影響；應用FLUENT軟件以及基于點堆中子動力學模型并按照軸向功率服從余弦函數(shù)給定燃料棒功率分布，進行了核熱耦合計算，并且通過計算冷卻劑棒束通道在反應性引入擾動下的瞬態(tài)響應，驗證了所建立的核熱耦合模型的正確性；通過帶定位格架的冷卻劑流場計算，發(fā)現(xiàn)冷卻劑在流經(jīng)定位格架時，橫向攪混強度明顯上升，隨著向下游