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核电厂堆芯出口温度测量表征性分析

辛素芳 吴丹 申亚欧 任春明 陈仕龙

辛素芳, 吴丹, 申亚欧, 任春明, 陈仕龙. 核电厂堆芯出口温度测量表征性分析[J]. 核动力工程, 2023, 44(3): 237-242. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.03.0237
引用本文: 辛素芳, 吴丹, 申亚欧, 任春明, 陈仕龙. 核电厂堆芯出口温度测量表征性分析[J]. 核动力工程, 2023, 44(3): 237-242. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.03.0237
Xin Sufang, Wu Dan, Shen Yaou, Ren Chunming, Chen Shilong. Characterization Analysis of Core Outlet Temperature Measurement in Nuclear Power Plants[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(3): 237-242. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.03.0237
Citation: Xin Sufang, Wu Dan, Shen Yaou, Ren Chunming, Chen Shilong. Characterization Analysis of Core Outlet Temperature Measurement in Nuclear Power Plants[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(3): 237-242. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.03.0237

核电厂堆芯出口温度测量表征性分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.03.0237
详细信息
    作者简介:

    辛素芳(1987—),女,高级工程师,现从事反应堆热工水力设计与安全分析,E-mail:xinsuf@163.com

  • 中图分类号: TM623;TL33

Characterization Analysis of Core Outlet Temperature Measurement in Nuclear Power Plants

  • 摘要: 堆芯出口温度测量对于掌握反应堆运行状态有着重要的意义,本文通过计算流体动力学(CFD)方法对堆芯出口温度测量的表征性进行分析。通过对燃料组件及仪表管结构进行模拟计算,获得了仪表管内冷却剂流场和温度分布;通过对9种典型功率分布下堆芯出口温度测量结果的定量分析,获得了堆芯出口温度表征性与燃料组件功率的关系。结果显示,测点平均温度与燃料棒功率基本呈线性关系,其测点温度随燃料棒功率的增加而增加,测温表征性随燃料棒功率的升高而变差。研究结果为堆芯出口温度测量的校正提供了一定的依据。

     

  • 图  1  堆芯出口温度测量位置示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Core Outlet Temperature Measurement Location

    图  2  分析模型

    Figure  2.  Analysis Model

    图  3  算例5速度矢量图

    Figure  3.  Velocity Vector Diagram of Case 5

    图  4  算例5温度云图

    Figure  4.  Cloud Map of Temperature Distribution of Case 5

    图  5  截面示意图

    Figure  5.  Section Diagram

    图  6  测点所在平面温度云图

    Figure  6.  Cloud Map of Temperature Distribution on the Plane where the Measuring Point is Located

    图  7  测量点温度随17×17棒束区功率系数的变化

    Figure  7.  Temperature Change with Power Coefficient of 17×17 Rods at the Temperature Measurement Point

    表  1  分析采用的功率系数

    Table  1.   Power Coefficient Used for Analysis

    算例燃耗时刻5×5棒束区功率系数17×17棒束区功率系数
    1寿期初0.260.27
    2寿期中0.310.31
    3寿期末0.350.37
    4寿期中0.930.96
    5寿期初1.111.00
    6寿期末0.991.04
    7寿期初1.181.28
    8寿期末1.251.29
    9寿期中1.311.32
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    表  2  各截面流量和温度

    Table  2.   Flow and Temperature at Each Section

    算例截面01截面02截面03
    流量/(kg·s−1)平均温度/℃流量/(kg·s−1)平均温度/℃流量/(kg·s−1)平均温度/℃
    10.050292.10.122292.50.189299.7
    20.050292.10.123292.70.191301.1
    30.050292.10.122293.00.191302.3
    40.051292.10.123294.00.190314.9
    50.050292.10.123293.10.192318.1
    60.051292.10.123294.70.192317.0
    70.050292.10.122293.40.189320.4
    80.050292.10.122295.40.189323.4
    90.050292.10.122294.40.189323.7
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    表  3  各算例计算结果

    Table  3.   Calculation Results of All Cases

    算例测点温度/℃5×5棒束区出口温度/℃17×17棒束区出口温度/℃测点与5×5棒束出口温差/℃测点与17×17棒束区出口温差/℃
    1299.7302.2302.02.472.28
    2301.1304.1303.63.022.50
    3302.3306.3305.44.013.14
    4314.9328.1326.913.1812.01
    5318.1334.8328.416.6910.33
    6317.0332.0332.014.9114.91
    7320.4338.7338.717.2318.30
    8323.4339.1339.118.8115.64
    9323.7340.0340.018.6516.24
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  • [1] 杜思佳,刘余,李松蔚,等. “华龙一号”反应堆本体结构CFD模型研究[J]. 热科学与技术,2017, 16(5): 411-417. doi: 10.13738/j.issn.1671-8097.2017.05.012
    [2] 任春明,杜思佳,邓坚,等. 三代核电先进堆型热管段温度搅混及温度测量特性研究[J]. 核动力工程,2021, 42(3): 203-206. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.03.0203
    [3] 薛秀丽,杨红义,杨福昌. 中国实验快堆堆芯出口区域温度监测点布置计算验证[J]. 原子能科学技术,2008, 42(5): 428-433.
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-02-19
  • 修回日期:  2023-03-06
  • 刊出日期:  2023-06-15

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