子通道分析软件CORTH的验证与确认方法

子通道分析软件CORTH可以分析一系列子通道在稳态和瞬态工况下的单相流动和两相流动,能够在反应堆热工水力与安全分析领域发挥重要应用。工程设计软件计算结果的可信度很重要,因此需要对CORTH软件进行充分验证与确认。本文介绍了CORTH软件的验证与确认方法,给出了验证与确认的法规要求和关键步骤。核电厂堆芯出口温度分布验证计算结果表明CORTH软件的计算精度较高,能够满足工程设计与分析需求。     

国产新锆合金辐照考验小组件初步热工水力性能分析

本文以子通道热工水力分析程序COBRA-IV为计算工具,分析了预计在中国先进研究堆(CARR)高温高压回路上进行辐照考验的国产新锆合金考验小组件的稳态热工水力性能。计算了各种稳态工况下考验小组件的最小偏离泡核沸腾比(MDNBR),通过MDNBR来初步确定了考验小组件运行时的平均线功率及冷却剂的入口温度。     

非均匀通道印刷电路板式蒸汽发生器热工水力特性研究

随着核反应堆向小型化方向发展,迫切需要提升核反应堆用蒸汽发生器的效率和紧凑性。提出一种抑制两相流动不稳定性的新型非均匀通道印刷电路板式蒸汽发生器,采用分段热力设计方法对其热工水力性能进行了分析。计算结果表明,所提出的非均匀通道印刷电路板式蒸汽发生器比绕管式蒸汽发生器具有更好的热工水力性能和更小的体积,并且二次侧入口段缩小通道可以抑制两相流动不稳定,揭示了二次侧进口温度和过热度对换热器芯体长度和总压降及缩小通道长度和直径的影响规律。     

钠冷快堆燃料组件流道优化设计数值模拟

本文采用计算流体力学(CFD)方法针对不同流通横截面的7根棒束组成的快堆燃料组件进行数值模拟,分析绕丝直径与六角管内对边距设置对组件热工水力性能的影响。结果表明,绕丝对冷却剂具有强烈的搅混作用,在起到定位作用的同时,为热平衡提供驱动力。通过改变燃料组件流道结构,即采用外圈小直径绕丝并缩小内对边距的设置,可以对冷却剂在不同子通道中的流量进行重新分配,具有更好的热工水力性能。     

正方形排列棒束通道间湍流交混系数计算研究

湍流交混是冷却剂通道间横向交混的重要组成部分,准确地模拟湍流交混是子通道分析的关键之一。本研究利用计算流体动力学软件开展正方形排列棒束通道间湍流交混数值模拟。通过对不同节径比和雷诺数条件下通道间湍流交混的模拟,获得相应条件下的湍流交混系数。基于若干的湍流交混系数点,拟合新的湍流交混关系式,该关系式可用于正方形排列棒束堆芯的子通道分析。     

三角形排列棒束通道间湍流交混系数计算研究

湍流交混是燃料组件棒束通道内交混的重要组成部分,准确地模拟湍流交混是子通道分析的关键之一,湍流交混的计算关键是湍流交混系数的确定。本研究利用计算流体动力学方法获得三角形排列棒束通道内湍流交混系数,并拟合了新的湍流交混关系式,该关系式可用于三角形排列棒束堆芯的子通道分析。     

压水堆稳态系统程序开发

针对一体化压水堆的具体结构,建立合理的系统模型,利用FORTRAN90语言开发了系统稳态计算程序。利用本程序对满功率强迫循环和30%功率自然循环稳态运行工况下的热工水力特性进行了分析,得到了蒸汽发生器套管段一二次侧冷却剂和换热管内温度沿轴向高度的分布,冷却剂及燃料元件温度沿堆芯轴向的分布等结果,并利用RELAP5程序进行验证,证明了本程序的可靠性。本程序可以作为一体化压水堆系统的热工水力方案设计,也可用于系统的运行和安全管理。     

基于FLUENT软件耦合点堆中子动力学模型的行波堆热工水力分析

行波堆是一种能够实现自持增殖和燃耗革新概念的先进反应堆系统。根据泰拉能源公司最新设计的钠冷行波堆泰拉能源一号的具体参数,建立泰拉能源一号1/6堆芯物理模型,利用FLUENT软件的用户接口(UDF/UDS),开发点堆中子动力模型的计算程序和模块,用于计算堆芯的功率;利用FLUENT软件中的多孔介质模型模拟堆芯三维流场;再将两者耦合起来进行计算,研究行波堆的物理热工耦合和安全特性。进行稳态运行工况计算和反应性引入事故瞬态计算,计算结果表明:稳态的计算结果与设计值吻合得比较好;根据瞬态计算结果,在设计的反应性引入事故瞬态工况下,如果不启用停堆保护系统,泰拉能源一号也是安全的。     

超临界水反应堆传热分析

超临界水堆(SCWR)是是被国际上选定为第四代核电系统长远开发的六种堆型之一,是在现有的轻水堆和超临界火电基础上开发出革新型设计。在超临界水堆的堆芯设计过程中,棒束间子通道内冷却剂流动的换热情况和子通道间的湍流交混系数的关系式是重要的参考数据。本文采用最目前世界上流行模拟软件fluent,利用gambit对子通道进行几何建模,主要分析目标为子通道间湍流交混系数β和对流换热系数h,得到换热系数在子通道中沿轴向的变化情况和子通道间湍流交混系数β在不同入口工况下的变化情况,最后拟出湍流交混系数通用经验关系式。     

基于DRAGON程序的多种中子输运计算方法对比分析

为了对比分析多种三维全堆芯pin-by-pin中子输运计算方法的计算能力,尤其是研究评估特征线法(MOC)求解强非均匀性大规模问题的能力,基于DRAGON4.07程序,以C5G7组件、堆芯基准题为算例,比较分析了MOC方法(步特征线法MOC-SC和菱形差分特征线法MOC-DD)、碰撞概率法(CP)、界面流法(IC)的计算效率、计算精度、计算存贮及计算规模。分析结果表明:对于C5G7-UO2组件问题,MOC-SC的计算精度与CP方法相当,优于MOC-DD和IC方法,计算时间约为CP方法的2倍,内存占用量远小于CP方法;对于二维C5G7堆芯问题,MOC方法的计算精度、计算效率及内存占用量均优于CP和IC方法;而用MOC方法实现大规模三维问题的pin-by-pin计算时,还依赖于并行加速手段,尤其是计算存贮问题的突破。