棒束通道中燃料棒壁面温度的子通道分析

燃料棒的壁面温度是反应堆设计和运行过程中需要关注的重要参数之一.本文利用子通道程序对燃料棒壁面温度进行模拟,通过与实验数据对比,分别分析了子通道程序中的单相和两相换热模型.单相换热模型中,采用适用于棒束的Weisman公式与常用的D-B公式对比计算并最终选用Weis-man公式.两相换热模型中,选用RELAP4公式包进...     

子通道分析程序LINDEN的开发与初步验证

中国广东核电集团有限公司自主开发的子通道分析程序LINDEN采用基于同位网格有限差分技术的四方程漂移流模型以及面向对象的模块化编程技术。该程序具备分析计算的可靠性、稳定性。通过LINDEN和COBRA-Ⅳ程序分别对大亚湾1#、2#机组稳态工况进行了计算分析。结果表明,LINDEN程序和COBRA-Ⅳ程序的计算结果总体吻合较好,LINDEN程序可适用于大型压水堆的热工水力分析。     

行波堆TP-1堆芯热工水力单通道与子通道分析方法研究

以泰拉能源公司提出的钠冷行波堆TP-1为研究对象,通过钠冷行波堆瞬态安全分析程序TAST得到堆芯各组件内冷却剂、包壳和燃料棒的平均温度分布。用子通道分析程序SACOS-Na对TAST计算得到的最热组件进行详细分析计算,得到该组件内冷却剂的温度、压力和流速分布,并得到燃料棒和包壳的温度场。结果表明：单通道与子通道的结合使用能有效提高计算效率,提高反应堆设计的安全性。     

基于双区域模型的钠冷快堆组件子通道分析程序的开发与验证

子通道分析程序是钠冷快堆堆芯热工水力设计和安全分析的重要工具。本文为计算和分析钠冷快堆组件在径向均匀与倾斜功率分布工况下的热工水力特性,利用双区域绕丝交混模型开发了一款适用于钠冷快堆组件分析的子通道程序SPLICA,并与FFM2A 19棒束实验数据与WARD 61棒束实验数据进行了对比验证。由于本文开发的子通道分析程序SPLICA使用了详细的绕丝交混模型,与经过二次开发后的COBRA程序的计算结果相比,对于FFM2A实验SPLICA程序计算得到的结果与实验结果符合得更好。这两个实验数据的验证结果证明了本文开发的子通道分析程序的准确性以及对高流量工况和低流量工况均具有良好的适用性。本程序能为钠冷快堆组件热工水力分析提供有效的设计和研究手段。     

全堆芯热工子通道模型的JFNK全局求解方法研究

反应堆热工子通道模型详细考虑了轴向流动、横向交混,湍流交混等多种耦合因素,是堆芯热工水力分析的关键模型,但是这些因素为子通道数值模拟带来了困难和挑战。为了提高热工子通道模型的计算效率和收敛性,本文基于Jacobian-Free Newton-Krylov（JFNK）全局求解方法（以下简称JFNK方法）,开发了全堆芯热工子通道模型的全局求解框架,并基于现有程序的模型和框架建立了基于物理预处理的残差系统,增强JFNK方法的收敛速率。结果表明,JFNK方法的计算效率是固定点迭代方法的5倍,且JFNK方法的效率优势随着收敛精度的提高会更加明显。因此,对于复杂热工子通道模型,JFNK方法有着不错的潜力和效率优势。     

一种全堆芯精确到每个通道的子通道并行模拟方法

为实现全堆芯精确到每个通道的并行子通道模拟,本文提出一种基于子通道的并行任务划分和进程映射方法,可对全堆芯或单个组件进行计算任务划分,计算任务和进程的映射可灵活进行。该方法可根据计算机(群)的核数确定恰当的全堆芯子通道的任务划分方式,从而使全堆芯热工水力模拟可在单机、小型集群到超级计算机等不同环境运行。在天河二号超级计算机上进行全堆芯157组件、精确到每个真实流道、轴向划分为125层的稳态模拟,可使用4～6 280核实现。使用4核时需约22 h,使用6 280核时需470 s。引入混合编程实现方式后,使用6 280核完成模拟需397 s。     

5MW 低温供热堆棒束的稳态子通道分析

本文介绍了 CHAN-2T 程序的热工水力模型及求解方法的特点。给出了 5MW 低温供热堆棒束一维稳态子通道分析结果,并与三维分析的结果进行了比较。     

快堆燃料组件的子通道分析

开发了ＴＨＡＳ－ＰＣ２子通道分析微机程序，用于计算稳态和瞬态工况下快堆燃料组件的流量、温度和压力等参量分布。对ＥＦＲ燃料组件的稳态和瞬态计算结果如下：堆芯出口平均温度和温长分别为５５７℃和１５７℃，最高包壳表面温度为６０１℃，它发生在中心燃料棒上，最大冷却剂温度为５９３℃；主泵断电二次停堆事故作为瞬态计算，算得的最高冷却剂温度和最高包壳表面温度分别为６３０℃和６３７℃（当ｔ＝２ｓ时），它们都远低于     

子通道分析软件CORTH的研发

子通道分析软件CORTH基于具有滑速比的四方程模型,适用于反应堆堆芯或加热棒束实验热工水力分析。CORTH软件的研发采用模块化设计和面向对象的编程语言,针对输入和输出特别设计了图形化的用户界面。软件通过了独立的第三方测试,检验了编码的可靠性和规范性。利用核电厂实测数据、国际基准题和AP1000额定工况对软件进行验证。结果表明,CORTH软件的计算精度较高,与国际同类软件相当,能够满足工程设计与分析需求。     

子通道分析中的湍流交混研究综述

在子通道分析中,湍流交混是冷却剂通道间横向交混的重要组成部分,是由于流体脉动时自然涡团扩散引起的非定向交混。湍流交混的强弱程度将影响通道的局部热工参数,从而影响临界热流密度的预测,是反应堆热工水力设计与分析重点关注的对象。本文针对湍流交混的相关研究进行了综述,包括机理与模型、湍流交混系数、实验方法、计算流体动力学(CFD)方法和子通道软件中的模型等,可作为自主化燃料组件设计和自主化子通道分析软件开发的参考。