為更好的研究燃料組件內(nèi)冷卻劑的流動與傳熱過程,本文采用CFD工具開展了相關(guān)研究。本文開展了以下工作:首先,進(jìn)行棒束通道流固共軛傳熱數(shù)值計算,得到棒束通道內(nèi)的流場和溫度場,并與直接添加表面熱流密度的單流體模擬對比,證明了堆芯CFD流場分析時進(jìn)行流固共軛傳熱計算的優(yōu)點;第二,提出了燃料棒導(dǎo)熱計算的氣隙簡化處理方法,推導(dǎo)出等效包殼物性的計算公式,并用FLUENT軟件對簡化處理方法進(jìn)行了正確性檢驗;第三,基于點堆中子動力學(xué)模型,并按照燃料棒軸向熱源服從余弦分布給定熱邊界,建立了核熱耦合計算模型,編寫了相應(yīng)的用戶自定義函數(shù),并計算了反應(yīng)性引入擾動時冷卻劑和燃料棒熱工參數(shù)的瞬態(tài)響應(yīng);最后,建立了定位格架的三維幾何模型、仿真網(wǎng)格模型,并在FLUENT中進(jìn)行了單相穩(wěn)態(tài)流場的計算,分析了冷卻劑流經(jīng)定位格架后的流場特征。通過計算和分析,本研究得出如下結(jié)論:通過對棒束通道流固共軛傳熱計算與直接添加表面熱流密度的單流體計算結(jié)果的對比,表明采用流固共軛傳熱計算可以獲得更加全面和準(zhǔn)確的溫度場;基于熱容量和熱阻不變的原則,推導(dǎo)出的等效包殼的物性計算公式是正確的,對氣隙進(jìn)行簡化不會對燃料芯塊和冷卻劑的流場、溫度場造成... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同湍流模型計算結(jié)果對比

(a)流線圖 (b)速度矢量圖圖 1.2 定位格架處流線圖及速度矢量圖2014 年，晁嫣萌、楊立新等[13]使用 ANSYS CFX 軟件，對有典型格架的 5×5 棒道冷卻劑流場進(jìn)行計算，通過分析渦流攪混因子、交叉流攪混因子、湍流強度因子個攪混效果評價因子，探討了攪混翼對冷卻劑流動與換熱的影響，同時對比研究了

圖 1.3 定位格架不同位置處網(wǎng)格截面除在流場模擬和預(yù)測方面的研究外，CFD 軟件還被應(yīng)用于定位格架輔助設(shè)計中003 年，Cui X Z 等[17]將設(shè)計的具有不同形狀的交混翼的子通道內(nèi)流場進(jìn)行模擬，研混翼對下游冷卻劑流動和傳熱特性的影響。計算結(jié)果表明攪混翼偏折角度越大，下流越強，在偏折角度低于 25 度時，偏折角度對冷卻劑傳熱特性無顯著影響。2004 年


本文編號：3122465