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基于子通道思想的液态金属堆盒间流模拟方法研究

梁禹 王啸宇 邓坚 刘余 宋功乐 钟睿诚 张大林 朱大欢

梁禹, 王啸宇, 邓坚, 刘余, 宋功乐, 钟睿诚, 张大林, 朱大欢. 基于子通道思想的液态金属堆盒间流模拟方法研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(S2): 61-66. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0061
引用本文: 梁禹, 王啸宇, 邓坚, 刘余, 宋功乐, 钟睿诚, 张大林, 朱大欢. 基于子通道思想的液态金属堆盒间流模拟方法研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(S2): 61-66. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0061
Liang Yu, Wang Xiaoyu, Deng Jian, Liu Yu, Song Gongle, Zhong Ruicheng, Zhang Dalin, Zhu Dahuan. Research on Simulation Approach of Inter-wrapper Flow in Liquid Metal Cooled Fast Reactor Based on Subchannel Method[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(S2): 61-66. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0061
Citation: Liang Yu, Wang Xiaoyu, Deng Jian, Liu Yu, Song Gongle, Zhong Ruicheng, Zhang Dalin, Zhu Dahuan. Research on Simulation Approach of Inter-wrapper Flow in Liquid Metal Cooled Fast Reactor Based on Subchannel Method[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(S2): 61-66. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0061

基于子通道思想的液态金属堆盒间流模拟方法研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0061
基金项目: 四川省自然科学基金项目(2023NSFSC1328)
详细信息
    作者简介:

    梁 禹(1993—),男,工程师,现主要从事反应堆热工水力与安全分析研究,E-mail: liangyuii@qq.com

  • 中图分类号: TL333

Research on Simulation Approach of Inter-wrapper Flow in Liquid Metal Cooled Fast Reactor Based on Subchannel Method

  • 摘要: 为探究液态金属堆盒内-盒间冷却剂共轭传热效应,运用子通道思想为盒间特殊结构提供新的模拟手段。基于稳定高效的压力耦合方程组的半隐式方法(SIMPLE算法)求解盒间子通道模型,解决了经典子通道算法在面对低流量、倒流和回流现象上难以收敛的问题。以3组件钠工质实验(CCTL-CFR)为对象,通过组件盒内、盒间冷却剂以及壁面温度的对比,验证了盒间子通道模拟方法的可靠性。针对典型液态金属堆,开展全堆芯热工分析,发现盒间流在展平堆芯径向温度分布、降低温度峰值等方面起重要作用,证明了堆芯热工分析考虑盒间流的必要性。本研究成果为液态金属堆堆芯热工及安全分析提供了可行的分析方法。

     

  • 图  1  盒间子通道划分示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Subchannel Division of Inter-wrapper Channels

    图  2  CCTL-CFR实验段横截面

    Figure  2.  Cross Section Schematic Diagram of CCTL-CFR Test Section

    图  3  径向温度分布对比

    Figure  3.  Comparison of Radial Temperature Distribution

    图  4  堆芯纵剖面冷却剂温度分布和盒间流速度分布

    Figure  4.  Coolant Temperature Distribution and IWF Velocity Distribution of Vertical Section of Reactor Core

    图  5  不同类型组件轴向温度的分布

    Figure  5.  Axial Temperature Distribution of Different Type of Assemblies

    表  1  CCTL-CFR实验参数

    Table  1.   Parameters for CCTL-CFR Test

    输入参数 CCTL-CFR组件
    燃料区组件 转换区组件
    加热棒直径/mm 16.0 25.0
    加热棒栅距/mm 17.4 30.2
    绕丝直径/mm 1.4 5.2
    绕丝螺距/mm 200.0 700.0
    组件对边距/mm 140.0
    组件壁厚/mm 15.0
    加热段长度/mm 1700.0
    轴向功率分布 均匀分布
    下载: 导出CSV

    表  2  CCTL-CFR实验工况

    工况编号 单组件加热功率/kW 单组件流量/(L·min−1 进口温度/℃
    61棒 19棒 61棒 19棒 冷却通道 61棒 19棒 冷却通道
    工况1 14.5 6.9 10.3 13.1 0.9 251.2 252.1 246.9
    工况2 14.5 33.5 10.3 13.1 1.0 251.3 252.1 247.2
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-07-11
  • 修回日期:  2023-08-17
  • 刊出日期:  2023-12-30

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