多層環(huán)形燃料組件流道局部阻塞研究.pdf

1、流道阻塞事故是反應(yīng)堆中難以分析的事故。由環(huán)形燃料板組成的多層環(huán)形燃料組件擁有著出眾的傳熱性能，但其中的多層環(huán)形流道因結(jié)構(gòu)復(fù)雜而容易發(fā)生流道阻塞事故，有可能引起燃料元件局部溫度升高并破損，導(dǎo)致放射性泄漏，因此對(duì)其進(jìn)行多層環(huán)形燃料組件阻塞工況下的流動(dòng)和傳熱特性研究很有必要。本文使用系統(tǒng)分析程序與計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法對(duì)多層環(huán)形燃料組件中的流道阻塞事故進(jìn)行了研究，其中CFD方法包括傳統(tǒng)的CFD直接建模模擬法和本文新提出的多孔跳躍簡(jiǎn)化模擬

2、法。
　　首先，通過(guò)對(duì)IAEA MTR平板型燃料組件中一個(gè)流道發(fā)生份額為60％、70％、80％、90％的阻塞工況進(jìn)行研究，確定了恒定壓降是適用于較少流道研究對(duì)象的流動(dòng)邊界條件。通過(guò)對(duì)比四種假定阻塞物的直接CFD建模模擬的計(jì)算結(jié)果，得出了同一阻塞份額下阻塞形式對(duì)流量影響較小的結(jié)論。隨后，對(duì)多層環(huán)形燃料組件一個(gè)流道分別發(fā)生上述阻塞份額的工況進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明，在兩種燃料組件中，發(fā)生流道阻塞事故時(shí)，被阻塞流道流量明顯降低，其他流道

3、流量無(wú)明顯變化;從流動(dòng)和傳熱的角度綜合考慮，除被阻塞通道外，受阻塞物影響最大的是所有與被阻塞流道緊鄰的冷卻劑流道及上述各流道間的燃料板;由于環(huán)形燃料板內(nèi)可以進(jìn)行環(huán)向?qū)?，因此在發(fā)生流道阻塞事故時(shí)，相較于平板型燃料組件，多層環(huán)形燃料組件中的被阻塞流道的換熱惡化情況可以被更好地緩解。
　　對(duì)系統(tǒng)分析程序、直接CFD建模和多孔跳躍簡(jiǎn)化建模三種方法的計(jì)算結(jié)果的比較表明:多孔跳躍簡(jiǎn)化模擬能夠提供與直接CFD建模相一致的結(jié)果，其兩者均可以對(duì)復(fù)