快堆钠池三维稳态与非稳态流动传热的数值研究

采用ＦＡＳＴＯＲ－３Ｄ程序对快堆钠池进行计算。该程序基于ＳＩＭＰＬＥＣ算法和交错网格的三维流动传热模拟程序，程序中应用多孔介质模型模拟流场中障碍物的影响。在稳态计算的基础上，对温度小波动、停堆和停泵３种非稳态工况进行了模拟计算，并对得到的流场和温度场数据进行了分析。结果表明：ＦＡＳＴＯＲ－３Ｄ程序具有良好的稳定性，所采用的多孔介质模型的合理性由计算结果与钠池的几何结构相符得以证实。停堆和停泵事故工况下的计算结果符合低流速的基本特征。     

快堆钠池传热流动三维模型与数值模拟

针对快中子增殖反应堆钠池的流动传热特点，以质量、动量、能量守恒定律为基础，建立有关快堆钠池流动传热的三维数学模型。池内流动域中障碍物对流动和传热的影响采用空隙率和穿透率的概念来描述；钠池与其围护结构的传热关系采用耦合计算方法求解。编写了基于压力校正法和交错网格的三维流动传热模拟计算程序ＦＡＳＴＯＲ－３Ｄ。该程序通过了若干经典算例的验证计算，并应用于实际的三维钠池流动传热模拟，获得了大量的预测数据。附属软件ＤＶ以色彩表达流场、温度场等三维物理量的大小强弱，实现了大批量数据的可视化分析。     

快堆钠池自由液面波动的三维数值模拟

采用ＶＯＦ方法成功地模拟出了含有各种复杂进、出口流边界及各种障碍物的三维液面波动，并可用部分单元体法求解任意形状容器内含自由液面的液体运动。针对影响快堆钠池液面波动的各种因素，可给出不同工况下液面的波动形状，钠浪波动的最高位置和最低位置以及钠浪涌的量级。本文提供了ＶＯＦ数值方法的主要原因，在ＮＡＳＡ－ＶＯＦ３Ｄ的基础上开发了计算分析程序，及快堆钠液面波动的部分计算结果。     

快堆沸腾池数学模型

单组件盒内的沸腾池是快堆燃料组件瞬时堵流事故发展的一个重要阶段,这个阶段之后将会导致熔融物向组件盒外的传播.为了了解沸腾池的内部机理,本文建立了单组分沸腾池机理模型:采用漂移速度模型预测池内空泡份额的分布,用焓方法求解包裹沸腾池的燃料固化壳的温度场及厚度.根据不同的流型,对沸腾池和壁面间的换热Greene关系式进行了一些修正.结果表明,沸腾池的形成是由于冷却剂的排热能力降低,而形成的内部产热量和外部排热量的不平衡而导致的;这个热量的不平衡量是产生气泡的根源.Greene经验关系式适用于没有产生气泡之前的熔融池,形成沸腾池之后,要根据不同的流型对其做相应的修正.     

CEFR整体冷钠池及其辅助系统温度场三维数值模拟

利用流体力学软件CFX对中国实验快堆（CEFR）整体冷钠池及其辅助系统进行详细稳态模拟计算,并验证运行工况下的热工设计。计算结果表明：冷钠池内存在热分层和热分区现象,确实存在冷钠池上板的高温区,同时泵腔室上部的温度较其他区域的高。本工作为反应堆功率提升及运行提供了技术准备。     

快堆钠-空气热交换器翅片管传热及阻力特性试验研究

钠-空气热交换器是钠冷快堆事故余热排出系统的重要设备之一,与外界环境一起构成事故下反应堆余热的最终热阱。由于钠-空气热交换器的换热管采用垂直布置的翅片管结构,空气在不同位置处冲刷换热管的流速以及角度不同,导致其传热特性及阻力特性与传统翅片管换热器有很大不同。本文以钠-空气热交换器工程设计需求为研究背景,设计了两种试验件分别进行空气冲刷角度为90°和30°时翅片管束传热与流动阻力特性试验研究。试验结果表明：对于相同管排,空气冲刷角度为90°时的翅片管的换热系数及阻力系数明显大于空气冲刷角度为30°时的翅片管;对于相同空气冲刷角度下的不同换热管排,第2排翅片管的换热系数最大。本文研究为钠-空气热交换器的设计及优化提供了理论依据。     

池式快堆三维热工流体力学设计研究

随着计算机软硬件技术的发展,三维数值分析技术已经成为池式快堆堆芯和钠池热工设计和计算分析的重要组成部分,并在其中发挥着不可替代的作用.通过对池式快堆几个典型热工现象的分析,展示了我国第一座池式快堆(中国实验快堆)热工设计和安全分析中所拥有的设计手段和工具,总结了三维数值分析技术在快堆工程中的应用,并指出了其对今后快堆热工设计的重要意义.     

用于池式快堆系统分析的钠池三维模型开发

由于池式快堆钠池内的热工水力学特性对反应堆的安全运行有重要影响,本文采用基于交错网格的SIMPLE算法开发直角坐标系和柱坐标系下钠池三维计算软件。应用CFX软件进行验证之后,完成了三维流场分析程序与系统分析软件SAC-CFR的耦合,并用耦合后的程序分析日本文殊快堆45%功率稳态运行工况上腔室内的流场分布,初步验证了堆芯上腔三维化的SAC-CFR用于系统分析的有效性,为进一步开发事故模型、非能动余热排出系统模型做准备。     

快堆热钠池的三维热工水力分析

采用多孔介质的方法，对中国实验快堆（ＣＥＦＲ）热钠池的复杂流场进行了数值模拟，计算结果与设计值符合得很好，并给出了流场分布，为中国实验快堆的进一步设计和安全性能评价提供了重要的参数。     

基于一体化三维数值模拟的中国实验快堆冷钠池及其堆内构件热工特性分析

建立中国实验快堆(CEFR)池式堆本体全尺寸三维模型,进行堆本体冷钠池、热钠池、主容器冷却系统等主要部件的一体化、三维数值计算。通过对热钠池进行部分简化,为冷钠池计算提供更接近实堆运行工况的边界条件,获得CEFR在额定功率稳态工况下冷钠池及其堆内构件三维热工参数,为其结构应力评定及部件设计提供关键输入。计算结果表明:冷钠池内液钠的流动较为复杂,上冷池内流动较为明显;由于冷池中板的阻隔作用,下冷池流动较为微弱。此外,冷钠池内会出现较为明显的热分层现象,使得冷钠池内竖向支承肋板及其堆内构件沿高度方向产生约30℃温差,对其结构强度设计提出更高的要求;主容器冷却系统出口被加热的液钠对上冷钠池的温度、流动分布也有一定影响。本研究为钠冷池式快堆事故安全分析、关键堆内构件结构应力评定及设计提供重要热工输入参数。     

钠冷快堆无停堆保护失热阱固有安全特性

采用模块式结构建立了钠冷快堆主回路系统的数学模型,选用端点浮动法有效克服了点堆方程的刚性问题。堆芯热工和ＩＨＸ计算采用稳定性良好的全稳二阶迎风差分格式,编制了钠冷快堆失热阱瞬态仿真程序ＬＯＨＳ。该程序可在微机环境下运行,模型简单,速度快。用ＬＯＨＳ对ＥＢＲ－Ⅱ失热阱瞬态实验的计算结果与安全分析程序ＮＡＴＤＥＭＯ的计算结果符合良好。     

压水堆稳态自然循环载热能力的研究与分析

给出了压水堆稳态自然循环的物理与数学模型,并编制了用于分析、计算压水堆稳态自然循环载热能力及与相应参数间关系的程序ＭＩＳＡＲＳ。利用ＭＩＳＡＲＳ,计算了反应堆各参数对自然循环能力的影响。计算结果符合自然循环规律。本工作对先进压水堆的设计和运行具有重要的意义。     

快堆裂变中子场比释动能测定

本文介绍用国产 IRM81T-TE1型流气式组织等效电离室和低中子灵敏度的能量补偿 G-M 计数管测定快堆裂变中子和γ射线的组织比释动能率,并用美国远西公司(FWT)1C-17A 型组织等效电离室进行了对比测量,两种电离室测量结果符合很好。     

HWRR-3和高温高压回路噪声分析

文章叙述了改建的重水研究反应堆(HWRR-3)和高温高压回路的噪声分析。利用多路模拟磁带仪记录中子、温度、流量和压力的信号。这些信号利用SD 375型动态信号分析仪进行分析,求得自动功率谱密度(APSD)、互功率谱密度、相位、相干和传递函数等。在正常工况下在APSD上2.3 Hz和6.8 Hz两处均有占优峰。在异常工况下,在APSD上0.7 Hz处另有个占优峰。在故障工况下,0.7Hz的占优峰分解为0.5Hz和0.9Hz的两个互相重叠的峰。     

高放废物处置库近场剂量场及温度场的耦合计算

计算了高放废物处置库固化体内外的辐射剂量场,并将之作为热源叠加到温度场计算方程,使剂量场与温度场耦合起来,在温度场计算中,不仅考虑了固化体内存在的剂量场对其的影响。而且考虑了固化体外存在剂量场的影响。模拟结果表明,固化体外存在的剂量场对温度场有一定影响的．