基于臨界/次臨界點(diǎn)堆中子動(dòng)力學(xué)模型、燃料棒傳熱模型、熱交換器和多孔介質(zhì)等輔助熱工水力模型,采用顯式迭代和動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)技術(shù)（DLL）,利用商用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）程序FLUENT的用戶(hù)自定義函數(shù)（UDF）實(shí)現(xiàn)中子動(dòng)力學(xué)、燃料棒熱傳導(dǎo)等和快堆堆池冷卻劑流動(dòng)換熱的耦合計(jì)算,開(kāi)發(fā)池式快堆多物理耦合計(jì)算程序CFD/PF。采用CFD/PF開(kāi)展小型自然循環(huán)鉛鉍快堆SNCLFR-10無(wú)保護(hù)超功率事故（UTOP）模擬,并與國(guó)際知名快堆多物理耦合分析程序SIMMR-Ⅲ的計(jì)算結(jié)果開(kāi)展Code-to-Code對(duì)比分析。研究結(jié)果表明:CFD/PF與SIMMER-Ⅲ的分析結(jié)果吻合良好,耦合程序的開(kāi)發(fā)取得了初步成功,可用于分析池式快堆堆池內(nèi)的復(fù)雜三維流動(dòng)和換熱現(xiàn)象。 

【文章來(lái)源】：核動(dòng)力工程. 2020,41(06)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

燃料棒徑向和軸向網(wǎng)格

趙鵬程等：基于CFD的池式快堆多物理耦合分析方法研究41圖2CFD/PF耦合方法Fig.2Multi-PhysicalCouplingMethodofCFD/PF對(duì)于堆芯區(qū)域的模擬，根據(jù)流通面積將堆芯徑向各層等效為同心向外疊加的環(huán)形燃料組件，對(duì)于每個(gè)組件區(qū)域根據(jù)網(wǎng)格敏感性分析結(jié)果劃分相應(yīng)的網(wǎng)格單元。為準(zhǔn)確模擬堆芯徑向和軸向功率分布不均對(duì)各區(qū)域流動(dòng)換熱分析帶來(lái)的影響，構(gòu)建如下關(guān)系式：zoneavgzoneFPPDVW（30）式中，zoneP為特定區(qū)域（Zone）的總功率；avgPD為堆芯的平均體積釋熱率；zoneV特定區(qū)域（Zone）的體積；FW為功率分布形狀的權(quán)重函數(shù)矩陣，直接嵌入CFD程序的UDF中，可根據(jù)網(wǎng)格敏感性分析結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整矩陣維度。根據(jù)上述構(gòu)建的耦合分析方法和所建立的臨界/次臨界點(diǎn)堆中子動(dòng)力學(xué)模型、燃料棒傳熱模型及輔助模型，依托商用CFD程序FLUETN的UDF平臺(tái)，采用顯式迭代和DLL技術(shù)開(kāi)發(fā)適用于池式快堆熱工安全分析的多物理耦合程序CFD/PF。所開(kāi)發(fā)的各熱工水力模型均采用標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言編譯成DLL文件，通過(guò)UDF集成進(jìn)FLUENT程序中，供程序動(dòng)態(tài)調(diào)用。CFD/PF的耦合計(jì)算流程如圖3所示。3耦合程序驗(yàn)證3.1驗(yàn)證對(duì)象簡(jiǎn)介選取中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)設(shè)計(jì)的熱功率10MW多功能模塊化自然循環(huán)鉛鉍快堆SNCLFR-10為驗(yàn)證分析對(duì)象，分別開(kāi)展SNCLFR-10穩(wěn)態(tài)額定工況和無(wú)保護(hù)超功率工況（UTOP）驗(yàn)證計(jì)算。SNCLFR-10是中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)設(shè)計(jì)的多功能模塊化小型自然循環(huán)鉛鉍快堆，該堆采用富集度為19.75%的UO2，堆芯由74個(gè)燃料組件、8個(gè)控制組件、68個(gè)反射層組件和48個(gè)屏蔽組件組成。堆芯冷卻劑進(jìn)出口溫度分別為260℃和390℃，堆芯換料周期為10a，可用于深海、極地和偏遠(yuǎn)島嶼等遠(yuǎn)距離無(wú)人值守極端環(huán)境下的能源供給。表1給出了SNCL

象簡(jiǎn)介選取中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)設(shè)計(jì)的熱功率10MW多功能模塊化自然循環(huán)鉛鉍快堆SNCLFR-10為驗(yàn)證分析對(duì)象，分別開(kāi)展SNCLFR-10穩(wěn)態(tài)額定工況和無(wú)保護(hù)超功率工況（UTOP）驗(yàn)證計(jì)算。SNCLFR-10是中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)設(shè)計(jì)的多功能模塊化小型自然循環(huán)鉛鉍快堆，該堆采用富集度為19.75%的UO2，堆芯由74個(gè)燃料組件、8個(gè)控制組件、68個(gè)反射層組件和48個(gè)屏蔽組件組成。堆芯冷卻劑進(jìn)出口溫度分別為260℃和390℃，堆芯換料周期為10a，可用于深海、極地和偏遠(yuǎn)島嶼等遠(yuǎn)距離無(wú)人值守極端環(huán)境下的能源供給。表1給出了SNCLFR-10的圖3CFD/PF的耦合計(jì)算流程Fig.3CouplingCalculationProcessofCFD/PF


本文編號(hào)：3241175