在壓水堆核電站中,反應堆堆芯為整個反應堆系統(tǒng)提供能量,是一回路的關鍵設備。而燃料組件是堆芯的重要組成部分,燃料組件的流場特性對于系統(tǒng)的正常運行影響巨大。同時由于燃料組件流場的實驗裝置花費巨大,結構復雜,當前廣泛采用CFD方法對其流場特性進行研究。本文采用ANSYS軟件對燃料棒棒束四分之一有格架通道同時有污垢堵塞的汽液兩相流流動與傳熱特性進行了研究。通過建立燃料棒束四分之一通道的三維數(shù)值模型,分析通道內(nèi)不同污垢厚度、不同污垢導熱率對通道內(nèi)溫度分布、燃料棒壁面溫度、汽液兩相流截面含氣率和壁面換熱系數(shù)等參數(shù)的影響。論文提出的燃料組件流場結構化網(wǎng)格生成方法得到的高質量網(wǎng)格,不僅適用于局部結構或全結構的燃料組件,也適用于管束通道和棒束通道,可顯著提高復雜幾何管束-棒束通道流場CFD分析的收斂速度和精度。對四分之一棒束通道三維流場及湍流特征的CFD分析結果為反應堆安全穩(wěn)定運行提供基礎數(shù)據(jù),同時對燃料組件定位格架的結構設計和熱工水力設計具有重要指導意義,主要工作及結論如下：1.完成了研究方法的科學性分析,對比了行業(yè)內(nèi)已成熟的實驗結果,驗證了本文所用到的數(shù)值模擬方法的適用性和科學性,包括傳熱模型、兩相...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
CONTENTS
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 燃料棒束通道流場的實驗研究
        1.2.2 燃料棒束通道流場的CFD數(shù)值模擬研究
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 氣液兩相流數(shù)值模擬理論介紹
    2.1 計算流體力學(CFD)概述
        2.1.1 CFD簡介
        2.1.2 CFD工作流程
    2.2 ICEM常用網(wǎng)格類型
    2.3 數(shù)值解法簡介
        2.3.1 有限差分法
        2.3.2 有限元法
        2.3.3 有限體積法
    2.4 求解模式和算法
    2.5 常用湍流模型
        2.5.1 標準κ-ε莫型
        2.5.2 SSTκ-ω模型
    2.6 收斂判據(jù)
    2.7 本章小結
第三章 通道CFD模型的建立和計算方法
    3.1 壓水堆燃料組件結構介紹
    3.2 研究方法驗證
        3.2.1 實驗回路及實驗段
        3.2.2 數(shù)值模擬計算
        3.2.3 數(shù)值模擬結果與實驗結果對比
    3.3 本文研究模型的建立
        3.3.1 幾何模型
        3.3.2 數(shù)學模型
        3.3.3 壁面沸騰模型
        3.3.4 湍流模型
    3.4 網(wǎng)格劃分
        3.4.1 網(wǎng)格結構
        3.4.2 網(wǎng)格敏感性分析
    3.5 邊界條件
    3.6 求解條件
        3.6.1 流體域求解條件設置
        3.6.2 固體域求解條件設置
        3.6.3 其他求解控制參數(shù)
    3.7 計算結果后處理
    3.8 本章小.結
第四章 計算結果分析
    4.1 最惡劣工況結果分析
    4.2 污垢導熱率的影響
        4.2.1 污垢導熱率對含氣率的影響
        4.2.2 污垢導熱率對固體壁面溫度的影響
        4.2.3 污垢導熱率對壁面換熱系數(shù)的影響
    4.3 污垢厚度的影響
        4.3.1 污垢厚度對氣相體積分數(shù)的影響
        4.3.2 污垢厚度對固體壁面溫度的影響
        4.3.3 污垢厚度對壁面換熱系數(shù)的影響
結論與展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3811742