钠冷快堆小栅板联箱压降对组件流量分配影响研究

钠冷快堆堆芯采用大栅板联箱、小栅板联箱和组件的三级流量分配方式,小栅板联箱的压降影响组件的流量分配,进而影响堆芯的安全,因此进行钠冷快堆小栅板联箱压降对组件流量分配影响研究有重要意义。根据小栅板联箱压降造成组件流量分配偏差的机理,提出了理论计算模型和堆芯组件优化设计的方法,并针对中国实验快堆(CEFR)堆芯进行了组件压降的优化设计,通过优化设计降低了CEFR燃料组件流量分配负偏差。结果表明,在进行钠冷快堆堆芯热工水力设计时,需要结合实际堆芯布置分析组件压降设计值的优化方向,并进行敏感性分析,以确定组件的最优设计压降,将小栅板联箱压降对组件流量分配影响降低到最低程度。本文结果可为钠冷快堆堆芯热工水力设计提供参考。

CEFR Ⅰ-Ⅱ型栅板联箱截流件的数值模拟

使用流体力学软件CFX对中国实验快堆(CEFR)的Ⅰ-Ⅱ型栅板联箱的流动阻力特性实验进行模拟计算。对比计算结果和实验数据,讨论和分析产生误差的原因,验证三维数值模拟计算的可靠性,校验同类计算,详细论述CFD技术与实验的关系,证明三维数值模拟计算的可行性与可靠性,为此后CFD技术在快堆设计的应用提供理论基础和计算依据。

CEFR小栅板联箱及其节流件数值模拟

使用流体力学软件CFX对中国实验快堆Ⅰ型小栅板联箱及其节流件进行稳态模拟计算,研究Ⅰ型小栅板联箱及其节流件内压力分布、速度分布。并研究联箱内7个燃料元件管脚入口的流量分配,以及影响管脚进口流量分配的因素,以提高堆芯流量分配的精度。

CEFR堆芯组件安装方式对组件间流量分配的影响

为研究堆芯组件安装方式对组件间流量分配的影响,通过CFD数值模拟软件FLUENT,对中国实验快堆（CEFR）1型小栅板联箱上的7盒组件在22种安装情况下进行三维数值模拟。由计算结果可知,组件在22种布置情况下的流量与设计值的相对偏差为0.41%-2.03%。根据计算结果可更准确地预测堆内最热管的流量分配,可为今后CEFR的组件安装方式提供参考。

CEFR流量1区燃料组件管脚流量分配数值模拟

为提高堆芯流量分配的精度,通过CFD数值模拟软件CFX,应用标准k-ε湍流模型及SIMPLE算法对中国实验快堆1型小栅板联箱、节流件及流量1区管脚的流量分配进行三维数值模拟。在已有研究基础上,模拟过程中考虑了材料的壁面效应对压降的影响,使模拟工况更接近实验真实情况。与已有实验结果进行对比时,考虑了重力压降、沿程压降及局部压降,对模拟结果进行了系统误差修正。由计算结果可知:节流件及小栅板联箱的压降计算结果与修正后的水力台架实验结果符合较好。在本文的管脚布置情况下,1、5、6号组件的平均流量比2、3、4、7号组件的平均流量低3.8%。根据模拟计算结果可更准确地预测堆内最热管的流量分配情况,可为今后的水力实验提供参考。