使用STAR-CCM+軟件對(duì)三環(huán)路壓水堆壓力容器上腔室流場進(jìn)行了大規(guī)模、精細(xì)化三維數(shù)值模擬,并采用組分跟蹤方法分別對(duì)157個(gè)燃料組件出口冷卻劑流動(dòng)進(jìn)行計(jì)算,構(gòu)造了一個(gè)具有3×157個(gè)元素的"上腔室交混矩陣",用該矩陣即可定量、精確地描述冷卻劑從堆芯流出后,經(jīng)上腔室內(nèi)交混并再分配到各熱管道的復(fù)雜流動(dòng)過程。研究發(fā)現(xiàn)堆芯流出的冷卻劑在壓力容器上腔室內(nèi)的交混是并不充分的,徑向上不同位置燃料組件流出的冷卻劑會(huì)在上腔室同熱管道的接口區(qū)域存在明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系,而燃料組件徑向功率分布的差異必然導(dǎo)致熱管道中冷卻劑熱分層現(xiàn)象的產(chǎn)生。 

【文章來源】：核動(dòng)力工程. 2020,41(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

上腔室計(jì)算域幾何模型

計(jì)算域入口邊界為堆芯157個(gè)燃料組件出口截面（圖1），出口邊界為一回路3個(gè)熱管道，假設(shè)冷卻劑為定物性不可壓縮流體，一回路總流量中考慮扣除2%的上封頭旁流。計(jì)算采用湍流模型（2層k-ε），并配合采用對(duì)壁面網(wǎng)格適應(yīng)性更好的兩層全y+壁面函數(shù)對(duì)上腔室三維流場進(jìn)行數(shù)值模擬，采用二階離散格式并調(diào)用64核CPU進(jìn)行2000步的穩(wěn)態(tài)并行計(jì)算，所有方程均收斂至5×10-6以下，計(jì)算中同時(shí)監(jiān)測計(jì)算域進(jìn)出口總壓降、各出口邊界處的組分流量份額等關(guān)鍵參數(shù)，以輔助判斷計(jì)算收斂性，求解設(shè)置見表1。2 計(jì)算結(jié)果分析

同A組件類似，C組件出口下游也對(duì)應(yīng)控制棒導(dǎo)向筒的連續(xù)導(dǎo)向段，但C組件相對(duì)A而言更靠近25°熱管道入口，其兩側(cè)的壓力分布更不均勻，故該組分冷卻劑從控制棒導(dǎo)向筒流出后將更早發(fā)生流動(dòng)轉(zhuǎn)折，并主要集中在管道中部區(qū)域。圖5 上腔室不同位置燃料組件出口冷卻劑相對(duì)組分濃度

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3096220