CEFR整体冷钠池及其辅助系统温度场三维数值模拟

利用流体力学软件CFX对中国实验快堆(CEFR)整体冷钠池及其辅助系统进行详细稳态模拟计算,并验证运行工况下的热工设计。计算结果表明:冷钠池内存在热分层和热分区现象,确实存在冷钠池上板的高温区,同时泵腔室上部的温度较其他区域的高。本工作为反应堆功率提升及运行提供了技术准备。

基于一体化三维数值模拟的中国实验快堆冷钠池及其堆内构件热工特性分析

建立中国实验快堆(CEFR)池式堆本体全尺寸三维模型,进行堆本体冷钠池、热钠池、主容器冷却系统等主要部件的一体化、三维数值计算。通过对热钠池进行部分简化,为冷钠池计算提供更接近实堆运行工况的边界条件,获得CEFR在额定功率稳态工况下冷钠池及其堆内构件三维热工参数,为其结构应力评定及部件设计提供关键输入。计算结果表明:冷钠池内液钠的流动较为复杂,上冷池内流动较为明显;由于冷池中板的阻隔作用,下冷池流动较为微弱。此外,冷钠池内会出现较为明显的热分层现象,使得冷钠池内竖向支承肋板及其堆内构件沿高度方向产生约30℃温差,对其结构强度设计提出更高的要求;主容器冷却系统出口被加热的液钠对上冷钠池的温度、流动分布也有一定影响。本研究为钠冷池式快堆事故安全分析、关键堆内构件结构应力评定及设计提供重要热工输入参数。

基于附加源项法的钠冷快堆冷热池三维分析

选择计算流体动力学(CFD)为模拟手段,建立快堆一回路钠池的三维闭式一体化CFD模型,对一回路中主要部件进行模拟,其中中间热交换器、独立热交换器、堆芯、主泵采用附加源项法进行模拟,得到中国实验快堆(CEFR)额定功率稳态运行时整个流场的三维速度场与温度场。计算值同CEFR设计值进行比较,结果符合预期,证明了模型的合理性。计算结果表明,钠池较明显地分为温度较低的冷钠池和温度较高的热钠池2个部分,热钠池温差较大,冷热流体搅混现象明显;同时冷钠池、热钠池不同高度的平均温度都很接近,说明分隔冷热钠池的热屏蔽效果较好。