超临界水冷堆辐照考验回路多尺度热工水力学分析

论文摘要

作为第四代核能系统中唯一的水冷反应堆,超临界水冷堆（SCWR）具有系统简单、热效率高、经济和安全性好等优点.中国和欧盟联合发起了第七框架研究计划国际合作项目"超临界水冷堆燃料性能验证实验（Supercritical Water-cooled Reactor Fuel Qualification Test, SCWR-FQT）",该实验将对超临界水环境下的小型燃料组件进行性能测试,为实验回路进行设计、分析和验证,并为其设计分析和安全许可申请提供支持.本文从计算流体力学、子通道、系统安全角度出发,对整个系统进行多尺度的热工水力安全分析.本文还对子通道程序COBRA和系统程序ATHLET中的传热模型、摩擦阻力模型和湍流交混模型等进行了修改,使其适用于超临界水冷堆模拟.另外,本文通过交换堆芯出口压力、冷却剂进口温度、堆芯进口冷却剂流量、活性区的产热和摩擦因子等参数实现程序耦合,以得到更为精细的热工水力行为.结果表明,修改过后的程序适用于超临界水回路瞬态分析,现有的安全系统设计可保证组件实验段在事故情况下得到有效冷却. CFD计算结果表明,绕丝对棒束流体传热有较大影响;子通道结果表明角通道堵塞条件下包壳温度最高.同时,计算也证实了多尺度耦合程序可精准预测事故进程和参数分布.

论文目录

• 1 引言
• 2 SCWR-FQT回路介绍
• 3 多尺度热工水力分析方法
• 4 结果与讨论
•   4.1 CFD计算结果分析
•   4.2 子通道计算结果
•   4.3 系统程序计算结果
•   4.4 多尺度耦合分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘晓晶,熊进标,程旭

关键词: 超临界水冷堆,实验回路,热工水力,多尺度,计算流体力学

来源: 中国科学:物理学 力学 天文学 2019年11期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 核科学技术

单位: 上海交通大学核科学与工程学院

基金: 上海市科技创新行动计划政府间国际科技合作项目(编号:17580711400)资助

分类号: TL421

页码: 47-55

总页数: 9

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