定位格架影響壓水堆燃料組件內(nèi)復雜兩相流動特性的數(shù)值研究.pdf

1、在壓水堆（PWR）中，燃料組件中所安裝的定位格架對燃料組件起固定與支撐重要作用，同時對燃料組件的熱工水力學性能具有重要影響。特別是帶攪混翼片的定位格架，對冷卻劑流動具有導向性的攪混翼片引起冷卻劑在橫向上的強烈攪混，將在很大程度上強化燃料組件與冷卻劑間的對流換熱。然而，定位格架在增強攪混的同時也增加了壓降。帶攪混翼片格架的設計直接影響著燃料組件內(nèi)兩相流動的相分布特性；且這種相分布特性對燃料元件表面的DNB型沸騰臨界有著顯著影響。
　

2、　本文對帶格架燃料組件內(nèi)的絕熱兩相流動開展CFD研究，分析鋼凸、彈簧片和攪混翼片以及定位格架對燃料組件內(nèi)兩相流動特性的影響；包括對定位格架下游兩相流動的流場、冷卻劑橫向攪混以及相分布特性的影響。研究結果表明，攪混翼片是定位格架產(chǎn)生攪混效應最主要的結構。彈簧片和剛凸在定位格架內(nèi)部對流體有一定的橫向攪混作用，雖然其攪混效應遠小于攪混翼片產(chǎn)生的攪混效果，但是影響格架下游區(qū)域的局部流場分布。對比彈簧片和剛凸所產(chǎn)生的擾動效應，彈簧片結構對流體的擾

3、動效應較剛凸的攪混效應明顯；同時，彈簧片導致的壓降明顯大于剛凸產(chǎn)生的壓降。有彈簧片和剛凸的定位格架相比于無彈簧片和剛凸結構的定位格架，壓降增加約37％。
　　本文還研究了不同攪混翼片排布形式對兩相流動特性的影響。通過對比分析三個分別帶有不同攪混翼片排列的定位格架，發(fā)現(xiàn)攪混翼片對流體的導向性不同，使得定位格架下游區(qū)域的汽相分布有著明顯差異。其中A型定位格架和C型定位格架的攪混能力弱于B型定位格架；但是在B型格架下游區(qū)域，攪混效應急劇

4、衰減。通過比較定位格架下游出口位置的汽相分布，發(fā)現(xiàn)A型格架中心棒位置汽相聚集程度較多，C型的熱棒沒有汽相積聚，汽相是積聚在冷棒上；但冷棒上的汽相積聚明顯沒有B型強烈。A型格架和C型格架的二次流分布差異最為明顯，熱棒冷棒處速度變化均明顯。另外，B型格架二次流分布較均勻；且B型格架有更大的壓降，而A型格架的壓降與C型的格架壓降基本相同。對比A型和B型格架可以發(fā)現(xiàn)，B型格架的壓降大于A型格架。
　　在本研究中，分析了跨間攪混格架和定位格