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燃料组件辐照后出堆及脱水过程传热特性研究

岳潇 卜仁越 梅星 李科均 黄敏 田志龙 田晓瑞

岳潇, 卜仁越, 梅星, 李科均, 黄敏, 田志龙, 田晓瑞. 燃料组件辐照后出堆及脱水过程传热特性研究[J]. 核动力工程, 2024, 45(3): 110-115. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.03.0110
引用本文: 岳潇, 卜仁越, 梅星, 李科均, 黄敏, 田志龙, 田晓瑞. 燃料组件辐照后出堆及脱水过程传热特性研究[J]. 核动力工程, 2024, 45(3): 110-115. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.03.0110
Yue Xiao, Bu Renyue, Mei Xing, Li Kejun, Huang Min, Tian Zhilong, Tian Xiaorui. Study on Heat Transfer Characteristics of Irradiation Testing Fuel Assembly Discharged from Reactor and Dewatering Process[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(3): 110-115. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.03.0110
Citation: Yue Xiao, Bu Renyue, Mei Xing, Li Kejun, Huang Min, Tian Zhilong, Tian Xiaorui. Study on Heat Transfer Characteristics of Irradiation Testing Fuel Assembly Discharged from Reactor and Dewatering Process[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(3): 110-115. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.03.0110

燃料组件辐照后出堆及脱水过程传热特性研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.03.0110
详细信息
    作者简介:

    岳 潇(1990—),男,工程师,工学学士,现主要从事反应堆工程及考验回路的研究,E-mail: 741381425@qq.com

  • 中图分类号: TL334

Study on Heat Transfer Characteristics of Irradiation Testing Fuel Assembly Discharged from Reactor and Dewatering Process

  • 摘要: 为建立燃料组件在研究堆考验回路内辐照后出堆冷却过程的传热特性分析方法,本研究以高通量工程试验堆(HFETR)考验回路辐照后的某型压水堆燃料组件为对象,对其在辐照考验后的出堆过程及脱水过程进行计算流体动力学(CFD)模拟,建立了三维流场、温度场计算模型并计算获得各自的传热特性。研究结果表明,出堆过程流体最高温度大于组件出口温度;而在室温较低的情况下,脱水后组件散热情况更好,可提前进行脱水过程。该方法可以计算出堆过程所允许最大时间及达到脱水条件所需冷却时间,能够用于研究堆考验回路内辐照后燃料组件出堆冷却过程传热特性的分析及预测。

     

  • 图  1  辐照装置部分结构示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Partial Structure of Irradiation Device

    图  2  出堆过程简化后固体域模型横切示意图

    Figure  2.  Schematic Diagram of Simplified Solid Area Cross-cutting of Discharging Process

    图  3  出堆过程简化后流体域模型纵切示意图

    Figure  3.  Schematic Diagram of Simplified Fluid Area Longitudinal-cutting of Discharging Process

    图  4  出口温度为80℃时的流体温度分布

    Figure  4.  Fluid Temperature Distribution at Outlet Temperature of 80℃

    图  5  冷却剂最高温度为95℃时的流体温度分布

    Figure  5.  Fluid Temperature Distribution at Maximum Coolant Temperature of 95℃

    图  6  工况3燃料元件表面温度分布

    Figure  6.  Surface Temperature Distribution of Fuel Elements under Condition 3

    图  7  工况3组件盒总热流密度分布

    Figure  7.  Total Heat Flux Distribution of Fuel Assembly Box under Condition 3

    图  8  工况3组件盒辐射换热热流密度分布

    Figure  8.  Heat Flux Distribution of Radiation Heat Transfer of Fuel Assembly Box under Condition 3

    表  1  网格无关性分析

    Table  1.   Grid Irrelevance Analysis

    网格尺寸类型 网格1 网格2 网格3 网格4
    基础网格尺寸/mm 20 15 10 5
    最小网格尺寸/mm 5 3 2 1
    最大网格尺寸/mm 20 15 10 5
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    表  2  不同工况下计算条件及结果

    Table  2.   Calculation Condition and Results under Different Conditions

    计算条件及结果 工况1 工况2 工况3 工况4
    衰变热总功率/W 24 24 16 32
    环境温度/℃ 35 15 35 15
    燃料元件表面最大温度/℃ 70 52 58.8 58.5
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-11-13
  • 修回日期:  2024-03-11
  • 刊出日期:  2024-06-13

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