【摘要】：高溫氣冷堆是國際公認的一種具有良好安全特性的第四代核反應堆型。我國石島灣高溫氣冷堆核電站預計于2017年竣工,有望成為世界首座模塊式高溫氣冷堆商業(yè)化示范核電站。本文擬對規(guī)則床高溫氣冷堆中氦氣與燃料球的流動與傳熱過程進行建模和數(shù)值模擬,預測高溫氣冷堆中的溫度、速度和壓力分布。本文建立了簡單體心立方和體心立方排列的球床代表模型,其中的燃料球模型使用真實燃料球的尺寸和發(fā)熱區(qū),氦氣的物性是和溫度、壓力相關(guān)的變量。使用ICEMCFD對模型劃分了結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。對簡單體心立方球床代表單元建立了包含兩個半燃料球和兩個整型燃料球的球床代表模型,以其中三號燃料球為代表對燃料球的溫度場進行分析,對氦氣的速度場和壓力場提取數(shù)據(jù)并進行分析。對體心立方球床代表模型建立了七個八分之一燃料球的代表模型,以其中五號燃料球為代表對燃料球的溫度場進行分析,對氦氣的速度場和壓力場提取數(shù)據(jù)進行分析。再通過FLUENT自帶的PROFILE邊界文件計算單元對簡單體心立方球床和體心立方球床模型進行了疊加計算。再對不同速度下體心立方排列球床疊加模型進行了疊加計算。模擬結(jié)果顯示：在規(guī)則球床之間的氦氣流動時,每個燃料球后有氦‘氣漩渦,氦氣的流動分為主流區(qū)和回流區(qū)；燃料球的溫度是中心靠上部位的溫度最高,并隨半徑的增加而降低；燃料球之間切點附近的溫度低于靠近氦氣主流道區(qū)域的溫度,上半球的溫度高于下半球的溫度；氦氣的壓力隨燃料球之間的空隙呈波浪式降低。簡單體心立方球床疊加計算的燃料球溫升率為19.95 K/m,氦氣溫度平均上升率為19.93 K/m,平均壓降率約為9156 Pa/m。體心立方球床疊加計算的氦氣溫升率為57.11 K/m,氦氣平均溫度上升率為54.67 K/m。氦氣壓力平均變化率為5327 Pa/m。即體心立方球床的溫升率要高于簡單體心立方球床,壓降要低于體心立方球床。在此基礎擬合了體心立方規(guī)則球床在不同的表觀速度下的溫升率和阻力系數(shù)。以上結(jié)果對規(guī)則球床高溫氣冷堆設計有一定的參考意義。
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TL424
【圖文】：

簡化的小圓柱附近發(fā)生了分流。所Ｗ在小圓柱中的速度為０，在小圓柱面附近存在奢逡逑邊界居，所Ｗ小圓柱附近的速度出現(xiàn)了巨大的階躍。逡逑圖２－１０中Ｖｚ－１為氨氣在過流道么間的切點（ｘ＝０，邋ｙ＝０．０３邋ｍ）的Ｚ方向速度分量，逡逑Ｖｚ－２是氨氣在氨氣流道中如（ｘ＝０．０３ｍ，ｙ＝０．０３ｍ）坐標的Ｚ方向速度分量。在Ｖｚ－１逡逑中可Ｌ：Ｊｌ看到燃料球之間的氨氣出現(xiàn)了回流，并且在下一個燃料球的下半球附近轉(zhuǎn)為Ｚ逡逑軸正方向，其中速度為０的部位是捕捉到了切點燃料球的速度。流道中必線上，l氣逡逑１４逡逑

逡逑圖２－１４為第Ｈ個燃料球經(jīng)過球必豎直線上的溫度隨著Ｚ坐標的變化圖。經(jīng)過燃逡逑料球的直線隨著Ｚ坐標的上升是一個線略微下降至最低，再逐漸上升至最離，再經(jīng)過逡逑下降的過程。其中燃料球的最高溫度在巧屯巧上化００４３邋ｍ的距離的位置，最高溫度逡逑為５５６．０７邋Ｋ。燃料巧的前駐點有一個略激下降的過程，其原因是前駐點靠近上一個燃逡逑料巧的后駐點，而每一個燃料球的后駐點的溫度是耍z┯誶白さ愕奈露鵲�，所ＹY艿藉義仙弦桓鋈劑锨虻姆湃扔跋歟敖愕愕角蛩街溆幸桓雎暈⑾陸檔墓獺ｅ義希擔擔叮義希剩哄澹危苠義希危擔�。／逦＼辶x希擔矗跺澹叔危卞五五危卞五五危卞五義希埃保板危埃保插危埃保村義希鈴義咸錚玻保炊吆湃劑锨蚴敝斜叵呤缺浠義希疲椋紓澹玻保村澹裕澹恚穡澹潁幔簦酰潁邋澹觶幔潁椋幔簦椋錚鑠澹鰨槌鰣澹阱澹悖錚錚潁洌椋睿幔簦邋澹錚駑澹悖澹罨蟈澹歟椋睿邋澹幔翦澹危埃沖澹媯椋椋溴澹螅穡瑁澹潁邋義希埃埃沖義希埃埃玻義希海蓿繡澹懾義希鈴宓膩澹粒希渝澹埃埃卞危板危埃埃卞危埃埃插危埃膩義希礤義咸錚玻保倒劑锨蛩剿澆孛嫖露仍仆煎義希疲椋紓澹玻保靛澹裕澹恚穡澹潁幔簦酰潁邋澹悖錚睿簦錚酰潁簀澹錚駑澹瑁錚椋椋錚睿簦幔戾澹螅澹悖簦椋錚鑠義先繽跡玻保鄧荊澆厙娜劑锨晌露仍仆�。从唾Z鋅桑卓闖觶劑锨蛭露儒義顯謁澆孛媸侵型�、的温度最�

本文編號：2775908