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定位格架防勾挂与热工性能协同设计研究

陈杰 陈平 庞华 雷涛 蒲曾坪 邓霜 彭园 任全耀 粟敏

陈杰, 陈平, 庞华, 雷涛, 蒲曾坪, 邓霜, 彭园, 任全耀, 粟敏. 定位格架防勾挂与热工性能协同设计研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(1): 122-126. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0122
引用本文: 陈杰, 陈平, 庞华, 雷涛, 蒲曾坪, 邓霜, 彭园, 任全耀, 粟敏. 定位格架防勾挂与热工性能协同设计研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(1): 122-126. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0122
Chen Jie, Chen Ping, Pang Hua, Lei Tao, Pu Zengping, Deng Shuang, Peng Yuan, Ren Quanyao, Su Min. Research on Cooperative Design of Anti-Hangup and Thermal Performance of Spacer Grid[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(1): 122-126. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0122
Citation: Chen Jie, Chen Ping, Pang Hua, Lei Tao, Pu Zengping, Deng Shuang, Peng Yuan, Ren Quanyao, Su Min. Research on Cooperative Design of Anti-Hangup and Thermal Performance of Spacer Grid[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(1): 122-126. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0122

定位格架防勾挂与热工性能协同设计研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0122
详细信息
    作者简介:

    陈 杰(1984—),男,高级工程师,现主要从事反应堆燃料设计工作,E-mail: chenjie1908@163.com

  • 中图分类号: TL352.1

Research on Cooperative Design of Anti-Hangup and Thermal Performance of Spacer Grid

  • 摘要: 定位格架是燃料组件骨架结构的重要组成部分,其主要功能是夹持定位燃料棒,同时还应考虑防勾挂性能和热工性能。本文从主流燃料组件的运行经验反馈出发,利用三维建模软件UG模拟格架相对运动的方法,对产生勾挂的原因进行分析,明确了外条带导向翼采用连续排列能有效提高防勾挂性能,并通过定位格架勾挂试验进行了验证;通过对定位格架所在边栅元内的计算流体力学(CFD)模拟分析,发现基于传统防勾挂设计的导向翼连续排列形式不利于相邻格架之间的热工性能;在此基础上,设计了导向翼高矮交替排列的方案。理论分析和试验验证结果表明,该方案实现了燃料组件定位格架防勾挂与热工性能的协同设计。

     

  • 图  1  定位格架边栅元及相邻格架之间结构示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of the Structure between the Side Cell of the Spacer Grid and the Adjacent Grid

    图  2  定位格架勾挂模拟示意图

    Figure  2.  Schematic Diagram of Spacer Grid Hangup Simulation     

    图  3  CFD计算模型

    Figure  3.  CFD Calculation Model

    图  4  导向翼间隔排列的流场和温场

    Figure  4.  Flow Field and Temperature Field of Guide Vanes with Spaced Arrangement

    图  5  导向翼连续排列的流场和温场

    Figure  5.  Flow Field and Temperature Field of Guide Vanes with Continuous Arrangement

    图  6  外条带导向翼高矮交替排列示意

    Figure  6.  Schematic Diagram of Outer Strap Guide Vanes with Alternating-height Arrangement

    图  7  新方案勾挂模拟示意

    Figure  7.  Schematic Diagram of Hangup Simulation of New Scheme

    图  8  竖向力与竖向位移关系

    Figure  8.  Relationship between Vertical Force and Vertical Displacement

    图  9  导向翼连续排列方案的搅混效果

    Figure  9.  Mixing Effect of Continuous Arrangement of Guide Vanes

    图  10  导向翼高矮交替排列方案的搅混效果

    Figure  10.  Mixing Effect of Alternating-height Arrangement of Guide Vanes

  • [1] 雷涛,彭园,陈杰,等. 定位格架防勾挂结构设计研究[J]. 科技创新导报,2014, 11(18): 31-32. doi: 10.3969/j.issn.1674-098X.2014.18.024
    [2] 陈杰,彭园,雷涛,等. 基于水力学力的定位格架防勾挂设计研究[J]. 核动力工程,2018, 39(6): 19-22.
    [3] 周勤,丁捷. 300 MW燃料组件定位格架导向翼三维流场分析[J]. 核技术,2010, 33(2): 120-123.
    [4] 李利刚. 核燃料组件导向翼损伤回堆复用的分析[J]. 中国核电,2013, 6(4): 360-363.
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    [6] 王莹杰,王明军,鞠浩然,等. 先进压水堆带定位格架5×5燃料棒束通道热工水力特性CFD数值模拟[J]. 核动力工程,2020, 41(S1): 6-11.
    [7] 刘航,赖建永,李毅,等. 带定位格架的棒束通道内泡状流条件下界面浓度输运模型[J]. 核动力工程,2020, 41(S1): 87-91.
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-03-09
  • 录用日期:  2021-03-09
  • 修回日期:  2021-04-23
  • 刊出日期:  2022-02-01

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