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模化比例对反应堆整体水力特性影响的研究

彭帆 卢冬华 谢翀 汪春宇 顾汉洋 洪荣坤 苏前华

彭帆, 卢冬华, 谢翀, 汪春宇, 顾汉洋, 洪荣坤, 苏前华. 模化比例对反应堆整体水力特性影响的研究[J]. 核动力工程, 2025, 46(4): 68-75. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.070067
引用本文: 彭帆, 卢冬华, 谢翀, 汪春宇, 顾汉洋, 洪荣坤, 苏前华. 模化比例对反应堆整体水力特性影响的研究[J]. 核动力工程, 2025, 46(4): 68-75. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.070067
Peng Fan, Lu Donghua, Xie Chong, Wang Chunyu, Gu Hanyang, Hong Rongkun, Su Qianhua. Research on the Influence of Scaling Ratio on the Integral Hydraulic Characteristics of Reactor[J]. Nuclear Power Engineering, 2025, 46(4): 68-75. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.070067
Citation: Peng Fan, Lu Donghua, Xie Chong, Wang Chunyu, Gu Hanyang, Hong Rongkun, Su Qianhua. Research on the Influence of Scaling Ratio on the Integral Hydraulic Characteristics of Reactor[J]. Nuclear Power Engineering, 2025, 46(4): 68-75. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.070067

模化比例对反应堆整体水力特性影响的研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.070067
详细信息
    作者简介:

    彭 帆(1986—),女,博士研究生,主要研究方向为反应堆热工水力,E-mail: pengfan@sjtu.edu.cn

    通讯作者:

    谢 翀,E-mail: andy_xc@126.com

  • 中图分类号: TL334

Research on the Influence of Scaling Ratio on the Integral Hydraulic Characteristics of Reactor

  • 摘要: 为了研究模化比例对反应堆整体水力特性的影响,本文基于相似理论,根据几何相似和欧拉数(Eu)相似模化设计了1∶1、3∶5和1∶5比例的实验本体,并在三套比例的实验本体上开展了反应堆原型流速下的流量分配实验、下腔室交混特性实验和下腔室流场实验。对比研究结果发现,实验工况下各比例本体内的流动均已进入自模区,流场彼此相似。模化比例对堆芯入口处流量分配因子、交混系数以及下腔室流场的影响比较小,其中不同比例本体内流量分配因子差异小于0.02,交混系数差异小于0.1。本研究可为整体水力学比例模化方法失真度的评估提供依据,为反应堆热工水力设计和实验研究提供参考。

     

  • 图  1  反应堆的片状实验模型示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Reactor Sheet Experimental Model

    图  2  堆芯模拟体

    Figure  2.  Core Simulator

    图  3  堆芯模拟体阻力系数图

    Figure  3.  Resistance Coefficient of Core Simulator

    图  4  实验装置示意图

    Figure  4.  Schematic Diagram of Experimental Setup

    图  5  实验测量示意图

    Figure  5.  Schematic Diagram of Experimental Measurement

    图  6  堆芯入口处的流量分布(偏差带范围±0.02)

    Figure  6.  Flow Distribution at the Core Inlet (Deviation Band ±0.02)

    图  7  堆芯交混系数分布(偏差带范围±0.1)

    Figure  7.  Distribution of Core Mixing Coefficient (Deviation Band ±0.1)

    图  8  流场拍摄区域示意图

    Figure  8.  Schematic Diagram of Flow Field Shooting Area

    图  9  下腔室无量纲速度场

    Figure  9.  Dimensionless Velocity Field in the Lower Plenum

    图  10  下腔室流线图

    Figure  10.  Streamline Chart of the Lower Plenum

    表  1  实验模型参数

    Table  1.   Experimental Model Parameters

    参数 1∶1模型 3∶5模型 1∶5模型
    模型总高/mm 4010 2406 802
    模型总宽/mm 2300 1380 460
    入口流量/(m3·h−1) ~1365 ~492 ~54.6
    入口截面/(mm×mm) 265×215 159×129 53×43
    入口管处Re/105 10.2 6.1 2.0
    流量分配器处Re/105 3.2 1.9 0.6
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-07-31
  • 修回日期:  2024-11-21
  • 刊出日期:  2025-08-15

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