定位格架影響壓水堆燃料組件內(nèi)復(fù)雜兩相流動(dòng)特性的數(shù)值研究.pdf

1、在壓水堆（PWR）中，燃料組件中所安裝的定位格架對(duì)燃料組件起固定與支撐重要作用，同時(shí)對(duì)燃料組件的熱工水力學(xué)性能具有重要影響。特別是帶攪混翼片的定位格架，對(duì)冷卻劑流動(dòng)具有導(dǎo)向性的攪混翼片引起冷卻劑在橫向上的強(qiáng)烈攪混，將在很大程度上強(qiáng)化燃料組件與冷卻劑間的對(duì)流換熱。然而，定位格架在增強(qiáng)攪混的同時(shí)也增加了壓降。帶攪混翼片格架的設(shè)計(jì)直接影響著燃料組件內(nèi)兩相流動(dòng)的相分布特性；且這種相分布特性對(duì)燃料元件表面的DNB型沸騰臨界有著顯著影響。
　

2、　本文對(duì)帶格架燃料組件內(nèi)的絕熱兩相流動(dòng)開展CFD研究，分析鋼凸、彈簧片和攪混翼片以及定位格架對(duì)燃料組件內(nèi)兩相流動(dòng)特性的影響；包括對(duì)定位格架下游兩相流動(dòng)的流場(chǎng)、冷卻劑橫向攪混以及相分布特性的影響。研究結(jié)果表明，攪混翼片是定位格架產(chǎn)生攪混效應(yīng)最主要的結(jié)構(gòu)。彈簧片和剛凸在定位格架內(nèi)部對(duì)流體有一定的橫向攪混作用，雖然其攪混效應(yīng)遠(yuǎn)小于攪混翼片產(chǎn)生的攪混效果，但是影響格架下游區(qū)域的局部流場(chǎng)分布。對(duì)比彈簧片和剛凸所產(chǎn)生的擾動(dòng)效應(yīng)，彈簧片結(jié)構(gòu)對(duì)流體的擾

3、動(dòng)效應(yīng)較剛凸的攪混效應(yīng)明顯；同時(shí)，彈簧片導(dǎo)致的壓降明顯大于剛凸產(chǎn)生的壓降。有彈簧片和剛凸的定位格架相比于無彈簧片和剛凸結(jié)構(gòu)的定位格架，壓降增加約37％。
　　本文還研究了不同攪混翼片排布形式對(duì)兩相流動(dòng)特性的影響。通過對(duì)比分析三個(gè)分別帶有不同攪混翼片排列的定位格架，發(fā)現(xiàn)攪混翼片對(duì)流體的導(dǎo)向性不同，使得定位格架下游區(qū)域的汽相分布有著明顯差異。其中A型定位格架和C型定位格架的攪混能力弱于B型定位格架；但是在B型格架下游區(qū)域，攪混效應(yīng)急劇

4、衰減。通過比較定位格架下游出口位置的汽相分布，發(fā)現(xiàn)A型格架中心棒位置汽相聚集程度較多，C型的熱棒沒有汽相積聚，汽相是積聚在冷棒上；但冷棒上的汽相積聚明顯沒有B型強(qiáng)烈。A型格架和C型格架的二次流分布差異最為明顯，熱棒冷棒處速度變化均明顯。另外，B型格架二次流分布較均勻；且B型格架有更大的壓降，而A型格架的壓降與C型的格架壓降基本相同。對(duì)比A型和B型格架可以發(fā)現(xiàn)，B型格架的壓降大于A型格架。
　　在本研究中，分析了跨間攪混格架和定位格