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快堆单盒燃料组件内冷却剂流场温度场计算研究

专 业: 核能科学与工程
关键词: fast reactor fuel subassembly velocity distribution
分类号: O571
形 态: 共 73 页 约 47,815 个字 约 2.287 M内容
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内容摘要


目前,在钠冷快堆燃料组件的设计中,绕丝缠绕燃料棒的间隔技术已经被广泛采用。

研究冷却剂在快堆燃料组件中的热工流体力学特性是非常必要的。

在棒束的内部区域,流动机理通常有:

湍流交混、流动扫掠和横流交混;而在外围区域,流体沿盒壁流动,即存在周向绕流。

本课题的目的在于对快堆燃料组件中的热工流体现象进行研究,特别是对流场和温度场进行分析,详细计算棒束压降、流速分布和温度分布等重要参数。

基于CRT模型和F.C.Enzel等人的工作,对半经验公式进行了改进,并开发了程序ICRT,用以计算冷却剂在湍流区、过渡流区和层流区的棒束压降。

对于冷却剂的近似速度分布,分别对CRT、Novendstern和俄罗斯模型进行了比较;同时,对国际上提出的液态金属钠的对流传热关系式进行了讨论。

运用以上结论对SUPERENERGY子通道分析程序进行了改进,计算结果表明:

由于CRT速度模型和WEST对流传热模型的引入,最热子通道出口温度略有降低,液膜温压略有增加。

为了实现分析模型的精细化,探索了三维计算流体力学软件CFX在该领域的使用。

主要对建模方法进行了突破,在此基础上,对CEFR单盒燃料组件进行了数值模拟..……

全文目录


摘要
第一章 引言
1.1 背景
1.2 反应堆热工分析的发展历程
1.3 国内外相关领域研究现状
1.3.1 国内本课题相关领域的研究现状
1.3.2 国外本课题相关领域的研究现状
1.4 本课题的目的意义及主要任务
1.4.1 本课题的目的和意义
1.4.2 本课题的任务和研究内容
第二章 燃料组件结构和冷却剂选择
2.1 燃料棒热工设计考虑
2.2 燃料组件设计
2.3 热工计算时的公式及定义
2.4 冷却剂选择
第三章 压降关系式的研究
3.1 流量分配原理
3.2 CRT模型
3.3 新的棒束段压降关系式
3.3.1 湍流区
3.3.2 过渡流区压降公式
3.3.3 层流区压降公式
3.4 公式验证
第四章 组件中的速度和温度分布
4.1 近似的速度分布
4.2 子通道程序SUPERENERGY
4.3 对SUPERENERGY程序的改进
4.3.1 速度模型和交混模型
4.3.2 对流传热模型
第五章 三维程序CFX对燃料组件的数值模拟
5.1 CFX程序和算法介绍
5.2 模型简化及边界处理
5.3 钠的物性方程输入
5.4 计算结果及分析
5.5 误差分析
第六章 结论
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 对工程的建议
6.4 下一步的工作
参考文献

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中图分类: > O571 > 数理科学和化学 > 原子核物理学、高能物理学 > 原子核物理学

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