控制棒驱动机构传热特性数值研究

控制棒驱动机构(CRDM, Control Rod Drive Mechanism)是控制反应堆正常安全运行的重要设备。反应堆运行时,受反应堆冷却剂的热虹吸和磁扼线圈通电产生热量的作用,驱动机构在较高的温度下运行,如果磁扼线圈等部件的温度长时间超过其允许的使用温度,会严重影响这些部件的工作寿命,甚至造成失效,影响反应堆的正常运行,因此需要对CRDM进行冷却。文章针对单根控制棒驱动机构,进行计算流体力学(CFD, Computational Fluid Dynamics)数值模拟,在自然对流工况下,对CRDM的传热特性进行了研究,得到CRDM整体和各个关键部位的温度分布情况,并针对不同输入参数对磁扼线圈温度影响进行了敏感性分析,发现线圈发热量和导热系数对线圈的平均温度影响较大,线圈发热量增加68%,提升线圈平均温度提高26%。线圈导热系数提高17.75倍,线圈平均温度减小25%。