發(fā)布時間：2020-08-18 22:33

【摘要】：在壓水堆(PWR)中,燃料組件中所安裝的定位格架對燃料組件起固定與支撐重要作用,同時對燃料組件的熱工水力學性能具有重要影響。特別是帶攪混翼片的定位格架,對冷卻劑流動具有導向性的攪混翼片引起冷卻劑在橫向上的強烈攪混,將在很大程度上強化燃料組件與冷卻劑間的對流換熱。然而,定位格架在增強攪混的同時也增加了壓降。帶攪混翼片格架的設計直接影響著燃料組件內(nèi)兩相流動的相分布特性;且這種相分布特性對燃料元件表面的DNB型沸騰臨界有著顯著影響。本文對帶格架燃料組件內(nèi)的絕熱兩相流動開展CFD研究,分析鋼凸、彈簧片和攪混翼片以及定位格架對燃料組件內(nèi)兩相流動特性的影響;包括對定位格架下游兩相流動的流場、冷卻劑橫向攪混以及相分布特性的影響。研究結果表明,攪混翼片是定位格架產(chǎn)生攪混效應最主要的結構。彈簧片和剛凸在定位格架內(nèi)部對流體有一定的橫向攪混作用,雖然其攪混效應遠小于攪混翼片產(chǎn)生的攪混效果,但是影響格架下游區(qū)域的局部流場分布。對比彈簧片和剛凸所產(chǎn)生的擾動效應,彈簧片結構對流體的擾動效應較剛凸的攪混效應明顯;同時,彈簧片導致的壓降明顯大于剛凸產(chǎn)生的壓降。有彈簧片和剛凸的定位格架相比于無彈簧片和剛凸結構的定位格架,壓降增加約37%。本文還研究了不同攪混翼片排布形式對兩相流動特性的影響。通過對比分析三個分別帶有不同攪混翼片排列的定位格架,發(fā)現(xiàn)攪混翼片對流體的導向性不同,使得定位格架下游區(qū)域的汽相分布有著明顯差異。其中A型定位格架和C型定位格架的攪混能力弱于B型定位格架;但是在B型格架下游區(qū)域,攪混效應急劇衰減。通過比較定位格架下游出口位置的汽相分布,發(fā)現(xiàn)A型格架中心棒位置汽相聚集程度較多,C型的熱棒沒有汽相積聚,汽相是積聚在冷棒上;但冷棒上的汽相積聚明顯沒有B型強烈。A型格架和C型格架的二次流分布差異最為明顯,熱棒冷棒處速度變化均明顯。另外,B型格架二次流分布較均勻;且B型格架有更大的壓降,而A型格架的壓降與C型的格架壓降基本相同。對比A型和B型格架可以發(fā)現(xiàn),B型格架的壓降大于A型格架。在本研究中,分析了跨間攪混格架和定位格架兩種不同類型格架對兩相流動的影響。通過研究渦旋攪混因子和交叉流攪混因子,發(fā)現(xiàn)跨間攪混格架與定位格架有相同的攪混能力,但是由于結構的原因使其具有更小的壓降。定位格架和跨間攪混格架交替排列,可以持續(xù)增強流體的攪混,強化傳熱能力,同時壓降相對較小。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TL352
【圖文】：

圖 1.1 壓水堆核電站流程圖Fig. 1.1 Schematic of the pressurized water reactor Nuclear Power Plant圖 1.2 壓水堆壓力容器示意結構圖 圖 1.3 壓水堆燃料組件及燃料元件結構圖Fig. 1.2 The structure of pressure vessel in pressurized water reactor

2圖 1.2 壓水堆壓力容器示意結構圖 圖 1.3 壓水堆燃料組件及燃料元件結構圖Fig. 1.2 The structure of pressure vessel in pressurized water reactorFig. 1.3 The structure of fuel assembly in pressurized water reactor堆芯是由一百多個燃料組件構成的，而燃料組件是由多層定位格架、一個上管座、一個下管座、若干個導向管以及燃料元件組成，其結構如圖 1.3 所示。在常用的壓水堆中的燃料組件都采用燃料元件正方形排列，常見的排列方式有 14 14，17 17 等。在大部分燃料組件中，沿著軸向高度方向有 8 個定位格架，其中第一個和最后一個為簡單格架，其余 6 個定位格架都帶有相同的內(nèi)外條帶、攪混翼片、彈簧片和剛凸結構的格架。定位格架是棒束之間使用的主要部件之一，對燃料棒有夾持和支撐的作用，同時保持適當?shù)陌?棒間隙，形成安全的流動通道，并防止束流

2圖 1.2 壓水堆壓力容器示意結構圖 圖 1.3 壓水堆燃料組件及燃料元件結構圖Fig. 1.2 The structure of pressure vessel in pressurized water reactorFig. 1.3 The structure of fuel assembly in pressurized water reactor堆芯是由一百多個燃料組件構成的，而燃料組件是由多層定位格架、一個上管座、一個下管座、若干個導向管以及燃料元件組成，其結構如圖 1.3 所示。在常用的壓水堆中的燃料組件都采用燃料元件正方形排列，常見的排列方式有 14 14，17 17 等。在大部分燃料組件中，沿著軸向高度方向有 8 個定位格架，其中第一個和最后一個為簡單格架，其余 6 個定位格架都帶有相同的內(nèi)外條帶、攪混翼片、彈簧片和剛凸結構的格架。定位格架是棒束之間使用的主要部件之一，對燃料棒有夾持和支撐的作用，同時保持適當?shù)陌?棒間隙，形成安全的流動通道，并防止束流

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳明星,許國華,賈桂英;定位格架對再淹沒傳熱的影響[J];原子能科學技術;1989年05期

2 許誼蘭,鄭志輝,鄢利偉,王喜和;17×17定位格架剛凸高度差值測量裝置及測量方法[J];中國核科技報告;2000年00期

3 王小軍,陳炳德,黃彥平,熊萬玉;棒束定位格架空氣-水兩相分布數(shù)值模擬[J];核動力工程;2003年04期

4 夏成烈;鎳基合金定位格架制造[J];中國核科技報告;1989年00期

5 夏成烈;鎳基合金定位格架制造[J];中國核科技報告;1989年S3期

6 許誼蘭,鄭志輝,鄢利偉,王喜和;17×17定位格架剛凸高度差值測量裝置及測量方法[J];中國核科技報告;1999年S4期

7 王小軍,陳炳德,黃彥平;帶定位格架棒束通道內(nèi)兩相流型研究[J];核動力工程;2003年03期

8 王小軍,陳炳德,黃彥平,孫奇;棒束定位格架空泡份額分布特性實驗研究[J];核科學與工程;2003年02期

9 毛景禮;田瑞峰;;棒束振動對定位格架通道流場的影響的數(shù)值研究[J];黑龍江科技信息;2013年14期

10 史明哲;許國華;;棒束再淹沒傳熱試驗研究[J];中國原子能科學研究院年報;1990年00期

相關會議論文 前1條

1 田瑞峰;毛曉輝;王小軍;;湍流模型在定位格架棒束通道流動的數(shù)值研究[A];中國核科學技術進展報告——中國核學會2009年學術年會論文集（第一卷·第3冊）[C];2009年

相關碩士學位論文 前10條

1 楊子樂;定位格架影響壓水堆燃料組件內(nèi)復雜兩相流動特性的數(shù)值研究[D];重慶大學;2017年

2 周夢君;定位格架結構特征對子通道熱工水力特性影響數(shù)值模擬研究[D];北京交通大學;2017年

3 毛曉輝;帶定位格架的棒束通道內(nèi)三維流場研究[D];哈爾濱工程大學;2007年

4 劉一萌;帶定位格架燃料棒束通道非穩(wěn)態(tài)流動換熱特性研究[D];哈爾濱工程大學;2016年

5 羅騫;帶定位格架燃料棒束通道內(nèi)流動與傳熱特性研究[D];哈爾濱工程大學;2014年

6 毛景禮;5×5棒束定位格架流致振動特性研究[D];哈爾濱工程大學;2013年

7 崔強;帶定位格架的堆芯通道內(nèi)流動傳熱特性研究[D];華北水利水電大學;2017年

8 王瑞奇;基于激光診斷技術的棒束通道流場研究[D];哈爾濱工程大學;2016年

9 王嘯宇;基于激光診斷技術的棒束間流動交混特性研究[D];哈爾濱工程大學;2016年

10 宋立峰;定位格架棒束通道水力性能分析[D];哈爾濱工程大學;2015年

本文編號：2796806