铅铋池式快堆自由液面波动致气体夹带行为研究

铅铋池式快堆具备较好的增殖核燃料以及嬗变核废料潜力,是第四代反应堆中最具潜力的堆型之一,但其存在覆盖氩气被夹带进入液态铅铋致正反应性及缩减反应堆寿命的风险。本研究基于OpenFOAM对堆池局部区域进行了CFD仿真模拟,利用VOF (流体体积界面跟踪)方法对液体下落型气体夹带特性与参数影响展开研究。研究结果表明:液体下落型气体夹带的发展可分为初始阶段,液面波动阶段,夹带阶段和结束阶段;入口速度的增加会增强气体夹带的趋势;液面初始高度的增加阻碍气体夹带的趋势;入口高度的增大减弱自由液面波动的趋势。本研究阐明了四代铅铋池式快堆发生气体夹带的过程与机理,为池式快堆的安全运行提供一定的建议和指导。

铅铋堆系统分析程序开发初步研究

为解决多维计算程序对铅铋堆主回路进行长时间模拟时所需计算资源庞大的问题,基于自主开发的一维CFD程序,将零维点堆动力学模型及二维燃料棒传热模型集成到其中,并进行多物理场耦合,开发了一款适用于池式铅铋堆的系统分析程序。使用OECD/NEA发布的加速器驱动次临界系统(ADS)失束事故国际基准例题,对所开发程序进行稳态以及瞬态验证,以确保模型准确性。验证结果表明,所开发程序在关键参数上与发布结果吻合较好,且所需计算资源明显小于多维程序,证明了该程序可以对池式铅铋堆进行初步的热工水力及安全分析。