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低流量工况下燃料组件优化设计研究

郑晓 罗涵禹 杜鹏 邱志方 田野

郑晓, 罗涵禹, 杜鹏, 邱志方, 田野. 低流量工况下燃料组件优化设计研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(1): 22-27. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0022
引用本文: 郑晓, 罗涵禹, 杜鹏, 邱志方, 田野. 低流量工况下燃料组件优化设计研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(1): 22-27. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0022
Zheng Xiao, Luo Hanyu, Du Peng, Qiu Zhifang, Tian Ye. Study on Optimization Design of Fuel Assembly under Low Flow Condition[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(1): 22-27. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0022
Citation: Zheng Xiao, Luo Hanyu, Du Peng, Qiu Zhifang, Tian Ye. Study on Optimization Design of Fuel Assembly under Low Flow Condition[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(1): 22-27. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0022

低流量工况下燃料组件优化设计研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0022
详细信息
    作者简介:

    郑 晓(1980—),男,高级工程师,主要从事反应堆工程方面研究,E-mail: 63395173@qq.com

    通讯作者:

    罗涵禹,E-mail: 664267575@qq.com

  • 中图分类号: TL331

Study on Optimization Design of Fuel Assembly under Low Flow Condition

  • 摘要: 为了探索适用于模块式小堆(SMR)的燃料组件优化设计,本文针对截短型CF2燃料组件在SMR参数范围下的热工-水力性能开展分析研究,获得搅混格架的间距及布置形式对于燃料组件热工-水力性能的影响规律。研究结果表明:①低流量工况下,搅混格架间距过长或过短都将降低燃料组件的热工性能,设计上应合理考虑搅混格架间距;② 燃料组件加热段上游区域的搅混格架布置对于提升SMR燃料组件的热工性能不明显,设计上在此区域应简化布置;③ SMR在正常运行与事故工况下,燃料组件的中下游区域的状态点参数相对恶劣,在中下游区域合理地设计搅混格架的间距与布置可以显著地提升燃料组件的热工性能,提高热工安全裕量。本文研究结果可为SMR燃料组件的设计优化提供参考。

     

  • 图  1  SMR低流量下燃料组件设计研究方法

    Figure  1.  Fuel Assembly Design Research Method Under Low Flow Condition on SMR

    图  2  5×5特征子通道

    Figure  2.  5×5 Featured Sub-channel

    图  3  子通道1涡旋交混率

    Figure  3.  Vortex Mixing Rate of Sub-channel 1

    图  4  横向截面速度(1.96 kg/s 工况)

    Figure  4.  Transverse Section Velocity (1.96 kg/s Case)

    图  5  横向截面速度(0.98 kg/s 工况)

    Figure  5.  Transverse Section Velocity (0.98 kg/s Case)

    图  6  不同搅混格架间距的子通道1的SM变化

    Figure  6.  SM Changes of Sub-channel 1 with Different Mixing Grid Spacings

    图  7  功率-流量比曲线

    Figure  7.  Power-Flow Ratio Curve

    图  8  搅混格架布置方案 mm

    Figure  8.  Mixing Grid Layout Plan

    图  9  轴向功率分布

    Figure  9.  Axial Power Distribution

    图  10  热通道内的流体温度

    Figure  10.  Fluid Temperature in Hot Channel

    图  11  不同燃料组件设计方案最小DNBR变化

    Figure  11.  Minimum DNBR Change of Different Fuel Assembly Design Schemes

    图  12  热通道内的流体温度

    Figure  12.  Fluid Temperature in Hot Channel

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-06
  • 修回日期:  2021-07-15
  • 刊出日期:  2022-02-01

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