高温气冷堆热气联箱内部流场数值模拟

以高温气冷堆热气联箱为研究对象,在实验研究基础上,采用流体力学计算程序CFX5对热气联箱和热气导管内部流场进行数值模拟,以获得热气联箱和热气导管内的速度场、压力场和温度场,为高温气冷堆热气联箱的设计和实验研究提供参考。数值计算结果表明:热气联箱内气流发生剧烈搅混,加速了不同温度气流间的热传递,有利于高温和低温气流间的温度混合,存在肋片的区域未发生剧烈的气流搅混,不利于气流间的热传递;热气导管内温度混合率随其长度的增加逐渐增大,当热气导管长度为2.5 m以上时,温度混合率达到99%以上。

高温堆热气联箱内部流场分析

以高温堆热气联箱为研究对象,在实验研究的基础上,采用流体力学计算程序CFX5对热气联箱和热气导管内部流场进行了数值模拟,以获得热气联箱和热气导管内的速度场、压力场和温度场,为高温堆热气联箱的设计和实验研究提供参考。数值计算结果表明:热气联箱内气流发生剧烈搅混,加速了不同温度气流间的热传递,有利于高温和低温气流间的温度混合。但存在肋片的区域没有发生剧烈的气流搅混,不利于气流间的热传递。热气导管内温度混合率随其长度的增加逐渐增大,热气导管长度2.5m以上时,温度混合率达到99%以上。

高温气冷实验堆堆芯出口热气联箱混合性能对比试验

１０ＭＷ高温气冷实验堆（ＨＴＲ１０）堆芯出口冷却剂温度（平均７００℃）径向分布很不均匀，若不使之均匀化，将造成蒸汽发生器部件上过大的热应力。设置在堆底反射层中的堆芯出口热气联箱的作用之一是使冷却剂氦气在其中得到充分的热混合。本文描述了在比例模型上对四种混合元件结构进行的性能对比试验。试验结果表明，热气联箱若只是空腔，则其混合性能很差；置入不同型式的混合元件能在不同程度上提高混合度。加装组合隔板式混合元件，混合度达到９４％以上，能够满足ＨＴＲ１０工程设计的要求。

流体热混合效果评价标准及其在高温气冷堆热气联箱混合性能实验中的应用

１０ＭＷ高温气冷实验堆（ＨＴＲ－１０）堆芯出口氦气温度（平均７００℃）径向分布很不均匀，设置在堆底反射层中的堆芯出口热气联箱的作用就是使氦气在其中得到充分的热混合。本文从热力学定律出发，探讨了流体温度均匀度和混合器性能评价标准。依据混合器出口温度最高值与最低值之差定义了温差混合度；依据热力学第一定律定义了热焓混合度；依据热力学第二定律定义了熵产混合度。比较了这几种混合器性能评价标准并应用到热气联箱混合性能的评价工作中。