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HFETR多层环形燃料组件堵流事故研究

刘文斌 邓才玉 宋霁阳 向玉新 康长虎 刘畅 宋雨鸽 郭雨非

刘文斌, 邓才玉, 宋霁阳, 向玉新, 康长虎, 刘畅, 宋雨鸽, 郭雨非. HFETR多层环形燃料组件堵流事故研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(6): 117-121. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.06.0117
引用本文: 刘文斌, 邓才玉, 宋霁阳, 向玉新, 康长虎, 刘畅, 宋雨鸽, 郭雨非. HFETR多层环形燃料组件堵流事故研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(6): 117-121. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.06.0117
Liu Wenbin, Deng Caiyu, Song Jiyang, Xiang Yuxin, Kang Changhu, Liu Chang, Song Yuge, Guo Yufei. Study on Flow Blockage Accident of HFETR Multi-layer Annular Fuel Assembly[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(6): 117-121. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.06.0117
Citation: Liu Wenbin, Deng Caiyu, Song Jiyang, Xiang Yuxin, Kang Changhu, Liu Chang, Song Yuge, Guo Yufei. Study on Flow Blockage Accident of HFETR Multi-layer Annular Fuel Assembly[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(6): 117-121. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.06.0117

HFETR多层环形燃料组件堵流事故研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.06.0117
基金项目: 中核集团青年英才项目(CNNC-2020-08)
详细信息
    作者简介:

    刘文斌(1993—),男,工程师,主要从事反应堆结构设计工作,E-mail: lwenbin@mail.ustc.edu.cn

  • 中图分类号: TL333

Study on Flow Blockage Accident of HFETR Multi-layer Annular Fuel Assembly

  • 摘要: 高通量工程试验堆(HFETR)的燃料组件采用了多层环形窄缝流道的设计来提高换热能力。然而,需要注意的是窄缝流道发生堵流的可能性较高。本文基于RELAP5程序建立了HFETR燃料组件模型,经过计算值与试验值的对比验证,结果表明该模型合理准确。基于该模型研究了堵流事故工况下热盒燃料组件的瞬态特性及其影响因素。结果表明:①当堵流比大于0.5时,随着堵流比的增加,燃料包壳与芯体峰值温度显著上升;②即使单个流道发生全部堵流,由于周围流道的冷却,燃料包壳峰值温度最大值只有218.6℃,能够保证燃料包壳的完整性;③单个流道全部堵流事故工况初期流量等参数波动较大,而在事故发生15 s后燃料组件主要参数基本稳定。

     

  • 图  1  HFETR燃料组件活性区横截面示意图

    Figure  1.  Diagram of the Cross-section of the Active Area of the HFETR Fuel Assembly

    图  2  HFETR燃料组件RELAP5模型

    Figure  2.  RELAP5 Model of the HFETR Fuel Assembly

    图  3  在不同堵流比下的单个流道堵流事故对比

    Figure  3.  Comparison of Flow Blockage Accident for Single Channel at Different Flow Blockage Ratios

    图  4  各流道全部堵流的空泡份额对比

    Figure  4.  Comparison of Void Fraction at Total Flow Blockage Accident for Each Flow Channel

    图  5  流道2入口全部堵流工况

    Figure  5.  Total Flow Blockage Accident at the Inlet of Flow Channel 2

    表  1  计算值与试验值对比

    Table  1.   Comparison of Calculated Value and Experimental Value

    参数计算值试验值偏差/%
    出口水温/℃55.155.00.07
    压降/kPa480.3470.02.19
    测点包壳温度/℃89.387.52.06
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-11-16
  • 修回日期:  2022-03-29
  • 刊出日期:  2022-12-14

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