定位格架對燃料組件流動傳熱影響的數(shù)值模擬研究.pdf

1、定位格架是反應(yīng)堆燃料組件的重要部件，影響著堆芯的熱工水力性能。開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的燃料組件需深入了解定位格架對熱工水力特性的影響，相比于周期長、費用高的實驗研究，CFD模擬已成為安全、快速的重要設(shè)計輔助手段之一，應(yīng)用CFD進行燃料組件內(nèi)定位格架對流動傳熱特性的影響分析具有重要工程價值和意義。
　　論文首先對國內(nèi)外研究燃料組件內(nèi)流動傳熱特性的相關(guān)文獻進行了總結(jié)分析，針對目前研究進展確定了本文研究內(nèi)容。首先是對燃料組件數(shù)值分析方法的探討

2、，包括CFD分析所用到的幾何模型簡化，網(wǎng)格劃分方法及網(wǎng)格敏感性分析。其次是湍流模型對燃料組件流動與傳熱特性的影響，包括渦粘和雷諾應(yīng)力兩大類6種典型。在此基礎(chǔ)上，探討格架特征結(jié)構(gòu)和攪混翼結(jié)構(gòu)對燃料組件流動傳熱特性的影響。
　　根據(jù)上述研究內(nèi)容，論文共建立了三種計算模型，包括單跨彈簧剛突模型、單跨簡化模型及多跨模型。在對格架幾何模型進行合理有效的簡化后，利用ICEM軟件生成了計算網(wǎng)格，通過Ansys CFX軟件獲得了棒束通道內(nèi)的流場分

3、布特征、壓力損失及換熱特性等結(jié)果，并通過引入三個無量綱因子:渦流攪混因子、交叉流攪混因子以及湍流強度因子，進一步描述了棒束通道內(nèi)的復(fù)雜流場特性;并通過與相近實驗的對比，得到了適用于分析帶有格架的棒束通道內(nèi)流動傳熱特性的湍流模型。在格架結(jié)構(gòu)對流動傳熱影響的分析中，發(fā)現(xiàn)彈簧剛突結(jié)構(gòu)可強化冷卻劑的橫向流動，利于換熱，同時也增加了壓力損失;多跨模型計算結(jié)果則得到了流體流經(jīng)多層格架時的全程流動換熱特性。在攪混翼結(jié)構(gòu)的影響分析中，分別討論了攪混翼折