偏環(huán)運行工況是指多環(huán)路壓水堆中非對稱進口條件下的非對稱運行工況,也即多環(huán)路壓水堆存在某一個或多個環(huán)路冷卻劑泵停止運行的運行工況。目前,一維系統(tǒng)熱工水力分析程序和試驗研究還存在很大的局限性,無法對不同偏環(huán)運行工況下反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生的三維復(fù)雜熱工水力現(xiàn)象作定量描述。因此本文基于三維CFD數(shù)值模擬軟件FLUENT,運用多孔介質(zhì)模型對堆芯進行簡化,并通過用戶自定義函數(shù)編寫動態(tài)邊界條件來實現(xiàn)壓水堆偏環(huán)運行的動態(tài)數(shù)值模擬,初步建立了一個計算準確、工程實用的四環(huán)路壓水堆偏環(huán)運行數(shù)值模擬方法。首先介紹了反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)流動數(shù)值模擬中采用的計算模型,控制方程和數(shù)值計算方法,對多孔介質(zhì)理論及動態(tài)邊界條件通過用戶自定義函數(shù)在FLUENT中的加載實現(xiàn)進行了詳細介紹。其次,通過對堆芯區(qū)域單獨進行數(shù)值模擬確立了多孔介質(zhì)參數(shù)及堆芯釋熱的模擬方案。然后對壓力容器整體流域模型進行數(shù)值模擬,分析冷卻劑流過堆芯的壓降并與已有運行數(shù)據(jù)進行對比,證明了當(dāng)前CFD方法的各項計算條件設(shè)置準確合理,數(shù)值模擬方法可靠。對各種偏環(huán)運行工況的穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬結(jié)果表明:滿環(huán)運行工況下,對應(yīng)環(huán)路的各項參數(shù)具有很強的對稱性;而三環(huán)路和二環(huán)路偏環(huán)運行工況... 

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 課題研究背景
        1.1.2 研究目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 CFD在壓水堆安全分析中的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 壓水堆偏環(huán)運行數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.3 多孔介質(zhì)模型在數(shù)值模擬中的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 VVER1000型壓水堆簡介
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 控制方程及其數(shù)值解法
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 控制方程的離散及數(shù)值解法
    2.3 湍流模型
    2.4 多孔介質(zhì)理論
        2.4.1 多孔介質(zhì)的定義
        2.4.2 多孔介質(zhì)內(nèi)流動的控制方程
        2.4.3 多孔介質(zhì)的參數(shù)描述
    2.5 本章小結(jié)
第3章 偏環(huán)運行工況穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬研究
    3.1 引言
    3.2 三維模型及網(wǎng)格劃分
        3.2.1 計算模型簡化
        3.2.2 整體流域網(wǎng)格劃分
    3.3 堆芯區(qū)域數(shù)值模擬方案研究
        3.3.1 湍流模型的確定
        3.3.2 多孔介質(zhì)簡化堆芯區(qū)域簡介
        3.3.3 多孔介質(zhì)參數(shù)的選取研究
        3.3.4 堆芯釋熱方式研究
    3.4 偏環(huán)運行數(shù)值模擬方法驗證
        3.4.1 計算條件設(shè)置
        3.4.2 反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)各段壓降對比驗證
    3.5 滿環(huán)運行工況穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬分析
        3.5.1 壓力容器內(nèi)壓力場分布
        3.5.2 壓力容器內(nèi)速度場分布
        3.5.3 壓力容器內(nèi)溫度場分布
        3.5.4 堆芯進口流量分配
    3.6 三個環(huán)路偏環(huán)運行工況穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬分析
        3.6.1 壓力容器內(nèi)壓力場分布
        3.6.2 壓力容器內(nèi)速度場分布
        3.6.3 壓力容器內(nèi)溫度場分布
        3.6.4 堆芯進口流量分配
    3.7 兩個環(huán)路偏環(huán)運行工況穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬分析
        3.7.1 壓力容器內(nèi)壓力場分布
        3.7.2 壓力容器內(nèi)速度場分布
        3.7.3 壓力容器內(nèi)溫度場分布
        3.7.4 堆芯進口流量分配
    3.8 本章小結(jié)
第4章 偏環(huán)運行工況的動態(tài)特性分析
    4.1 引言
    4.2 滿環(huán)運行向三個環(huán)路偏環(huán)運行轉(zhuǎn)變工況的動態(tài)特性分析
        4.2.1 邊界條件的設(shè)置
        4.2.2 反應(yīng)堆堆芯壓降動態(tài)特性
        4.2.3 反應(yīng)堆各環(huán)路流量動態(tài)特性
        4.2.4 反應(yīng)堆堆芯入口流量動態(tài)分布
        4.2.5 支撐柱的受力分析
    4.3 三個環(huán)路偏環(huán)運行向滿環(huán)運行轉(zhuǎn)變工況的動態(tài)特性分析
        4.3.1 邊界條件的設(shè)置
        4.3.2 反應(yīng)堆堆芯壓降動態(tài)特性
        4.3.3 反應(yīng)堆各環(huán)路流量動態(tài)特性
        4.3.4 反應(yīng)堆堆芯入口流量動態(tài)分布
        4.3.5 支撐柱的受力分析
    4.4 三個環(huán)路偏環(huán)運行向相鄰兩個環(huán)路偏環(huán)運行工況轉(zhuǎn)變的動態(tài)特性分析
        4.4.1 邊界條件的設(shè)置
        4.4.2 反應(yīng)堆堆芯壓降動態(tài)特性
        4.4.3 反應(yīng)堆各環(huán)路流量動態(tài)特性
        4.4.4 反應(yīng)堆堆芯入口流量動態(tài)分布
        4.4.5 支撐柱的受力分析
    4.5 相鄰兩個環(huán)路偏環(huán)運行向三個環(huán)路偏環(huán)運行轉(zhuǎn)變工況的動態(tài)特性分析
        4.5.1 邊界條件的設(shè)置
        4.5.2 反應(yīng)堆堆芯壓降動態(tài)特性
        4.5.3 反應(yīng)堆各環(huán)路流量動態(tài)特性
        4.5.4 反應(yīng)堆堆芯入口流量動態(tài)分布
        4.5.5 支撐柱的受力分析
    4.6 三個環(huán)路偏環(huán)運行向相對兩個環(huán)路偏環(huán)運行轉(zhuǎn)變工況的動態(tài)特性分析
        4.6.1 邊界條件的設(shè)置
        4.6.2 反應(yīng)堆堆芯壓降動態(tài)特性
        4.6.3 反應(yīng)堆各環(huán)路流量動態(tài)特性
        4.6.4 反應(yīng)堆堆芯入口流量動態(tài)分布
        4.6.5 支撐柱的受力分析
    4.7 相對兩個環(huán)路偏環(huán)運行向三個環(huán)路偏環(huán)運行轉(zhuǎn)變工況的動態(tài)特性分析
        4.7.1 邊界條件的設(shè)置
        4.7.2 反應(yīng)堆堆芯壓降動態(tài)特性
        4.7.3 反應(yīng)堆各環(huán)路流量動態(tài)特性
        4.7.4 反應(yīng)堆堆芯入口流量動態(tài)分布
        4.7.5 支撐柱的受力分析
    4.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3689293