高温气冷堆热气联箱内部流场数值模拟

以高温气冷堆热气联箱为研究对象，在实验研究基础上，采用流体力学计算程序CFX5对热气联箱和热气导管内部流场进行数值模拟，以获得热气联箱和热气导管内的速度场、压力场和温度场，为高温气冷堆热气联箱的设计和实验研究提供参考。数值计算结果表明：热气联箱内气流发生剧烈搅混，加速了不同温度气流间的热传递，有利于高温和低温气流间的温度混合，存在肋片的区域未发生剧烈的气流搅混，不利于气流间的热传递；热气导管内温度混合率随其长度的增加逐渐增大，当热气导管长度为2.5m以上时，温度混合率达到99％以上。     

高温气冷实验堆堆芯出口热气联箱混合性能对比试验

１０ＭＷ高温气冷实验堆堆芯出口冷却剂温度径向分布很不均匀，若不使之均匀化，将造成蒸汽发生器件部上过大的热应力，设置在堆底反射层中的堆芯出口热气联箱的作用之一是使冷却剂氦气在其中得到充分的热混合。     

高温堆热气联箱内部流场分析

以高温堆热气联箱为研究对象,在实验研究的基础上,采用流体力学计算程序CFX5对热气联箱和热气导管内部流场进行了数值模拟,以获得热气联箱和热气导管内的速度场、压力场和温度场,为高温堆热气联箱的设计和实验研究提供参考.数值计算结果表明:热气联箱内气流发生剧烈搅混,加速了不同温度气流间的热传递,有利于高温和低温气流间的温度混合.但存在肋片的区域没有发生剧烈的气流搅混,不利于气流间的热传递.热气导管内温度混合率随其长度的增加逐渐增大,热气导管长度2.5m以上时,温度混合率达到99%以上.     

10 MW高温堆热气联箱气流混合模拟的相似律

１０ＭＷ高温气冷实验堆芯出口需设置热气联箱,以使氦气得到充分的热混合。使用两流体方程无量纳化分析方法导出相似准则,得到了热气联箱在缩小模型比例的系统上以常压小温差空气代替主压大温差氦气进行热工水力学模拟试验研究时应遵循的模拟准则,即几何准则、流动准则和传热准则。     

10MW高温气冷堆热气导管高温性能试验

水平布置的同轴双层热气导管在１０ＭＷ在高温气冷实验反应堆中是连接堆芯和蒸汽发生器的重要部件， 外分别流过高温和低温氦气，在氦气工程试验回路上进行了热气导管热工性能试验，使用氦气介质，在３．０ＭＰａ，９５０℃温度下连续运行时间超过９８ｈ，ｄ３．０ＭＰａ７００℃以上温度条件下的热运行时间超过３５０ｈ，还在０．１－３．４ＭＰａ压力范围内进行了２０闪压力循环；在１００－９５０℃范围内，进行了１８次温度循     

高温气冷堆热气导管的结构稳定性分析

热气导管是高温气冷堆中氦气循环的重要流道,其在各工况下的结构完整性与稳定性关系到反应堆是否能运行安全。本文详细分析了热气导管在事故工况下所承受的压力载荷,包括绝热纤维对管壁的压力以及一回路失压事故时发生氦气泄漏产生压力;并根据得到的压力载荷计算了热气导管承受外压时的结构稳定性。计算结果表明热气导管在事故工况的压力载荷作用下能够保持结构的完整性并且不会发生失稳。     

小型高温气冷堆的堆型方案比较

本文对模块式高温气冷堆的棱柱状和球床两种堆芯型式和一体化与肩并肩分置式两种总体设计方案分别进行了技术特点、设计制造、运行经验和安全性与经济性的比较,提出了在我国发展高温气冷堆的堆型选用原则和建议.     

美国能源部选用固有安全动力堆和高温气冷堆

【英国《国际核工程》1988年9月号第2页报道】通用原子公司(GA)的模块式高温气冷堆(HTGR)和通用电气公司(GE)的固有安全反应堆(PRISM)在由美国能源部赞助的竞赛设计中分别获胜。美国能源部选择HTGR作为它两座军用生产堆的一种,该堆计划将于90年代晚些时候投入运行。两堆战略需要一座建在南卡罗来纳的萨凡纳河工厂的常规重水堆和一座建在爱达荷国家工程实验室的HTGR堆。     

反应堆压力容器下腔室交混特性的数值模拟方法研究

反应堆冷却剂系统蒸汽管道发生破口事故后,硼溶液在反应堆压力容器下腔室的对流交混特性对于反应堆安全分析及事故后缓解与抑制策略制定均有重要作用。本文基于实验结果分析了反应堆压力容器下腔室的交混特性及浓度扩散过程,采用数值模拟方法结合实验数据比较了几种主要模型计算结果的准确性与可靠性。分析结果表明,压力容器下腔室的交混特性呈现出外围扩散特征,温度梯度法与组分输运模型具备描述浓度梯度扩散过程的能力,但在细节分布上仍存在进一步改善与优化的空间。     

模块式高温气冷堆非能动余热排出系统分析与研究

非能动的余热排出系统是高温气冷堆固有安全性的重要体现之一。本文介绍了模块式高温气冷堆余热排出系统热工水力计算方法,并给出了不同工况、不同环境温度下余热排出系统的运行参数,为余热排出系统的设计和运行提供了参考。对事故工况下舱室混凝土温度分布进行了数值分析,结果表明混凝土最高温度低于安全限值。     

高温堆燃料元件气动力提升过程的数值模拟

为研究高温气冷堆中燃料球的气动力提升过程,本文采用三维计算流体力学数值模拟与三自由度动力学仿真解耦的方法对燃料球的运动轨迹进行了模拟。通过计算流体力学方法计算了燃料球在提升管内所受的气动力,运用三自由度动力学仿真给出了燃料球在输送管道内的运动轨迹。将数值模拟的运动轨迹与实验测量的结果进行对比发现,本文数值模拟可准确地预测燃料球的运动轨迹和碰撞次数,与实验结果相符。这表明本文方法可用于模拟高温堆燃料球的气动力提升过程。     

基于网络的10MW高温气冷堆仿真系统

仿真系统基于计算机网络环境,可对10 MW高温气冷堆(HTR 10)的堆芯、主回路系统和蒸汽发生器等部件进行分析计算,模拟稳态和瞬态过程,并以图形界面动态显示仿真过程。同时可对仿真过程进行回放,对仿真数据结果进行分析并以二维、三维图形显示。该仿真系统不仅对高温气冷堆的工程设计、安全分析和人员培训有重要作用,且可对HTR 10主控室的操作人员进行现场支持及各项研究提供帮助。     

高温气冷堆核级石墨相关问题研究

本文通过对石墨在高温气冷堆中的运行环境进行了分析,研究了在石墨堆内构件设计中的关键问题和在高温气冷堆单个模块及其未来发展中核级石墨的需求。从原料、成型及中子辐照等角度分析了核级石墨国产化研究方向。根据核级石墨目前的研发形势,进行了风险问题分析。     

Optimization of Hot Gas Chamber in High Temperature Reactor

The flow field in the hot gas chamber of the High Temperature Gas Cooled Reactor (HTGCR) was studied with the Computational Fluid Dynamics (CFD) program CFX5. On the basis of the experimental studies, the velocity field, pressure field and temperature field in the hot gas chamber and hot gas duct were obtained, and the simulation's accuracy and reliability were validated by comparison with the results of previous experiments. Two other design schemes of the hot gas chamber were calculated in order to determine which hot gas chamber would be optimal for minimizing temperature differences at the inlet of the heat exchanging components. The results indicated that there was much highly turbulent twisting flow in the hot gas chamber, which was responsible for the excellent temperature mixing effect of the hot gas chamber. But the flow in the rib region was calm, and this fact hindered the heat transfer between the hot and cold gas. The temperature mixing coefficient increases with the increase of the hot gas duct's distance from the hot gas chamber. The hot gas chamber without ribs was more beneficial to the heat transfer between air flows with different temperatures, so the hot gas chamber without ribs was indicated as the optimal design.     

高温气冷堆新型燃料球传感器的设计

对高温气冷堆中燃料球运行情况的准确监测是保障反应堆安全可靠运行的关键。针对原有探测器的不足,利用穿透式涡流检测原理提出了新型对装式燃料球传感器。运用有限元方法建立了该传感器的电磁场数值计算模型,对传感器结构参数和检测参数进行了分析和优化设计。实验结果表明,该传感器过球信号信噪比高,对连续过球具有很好的分辨率,满足反应堆现场使用要求。     

模块式高温气冷堆核电站的运行特性研究

球床模块式高温气冷堆核电站(HTR-PM)由于具有多个模块，运行特性比单堆电站更复杂。利用集总参数方法建立了HTR-PM的动态模型，并利用该模型对电站的运行过程进行了仿真。升功率运行的仿真结果表明，蒸汽温度严重偏离了正常允许值。设计了1个基于蒸汽温度的简单控制器，仿真结果表明，该控制器能很好地对电站进行运行控制，结果令人满意。     

基于异构网络的高温气冷堆仿真系统

鉴于目前反应堆领域的仿真计算程序大都在Unix工作站上开发而图形界面在Windows系统上设计的思想,本文介绍了一种基于异构网络的高温气冷堆仿真系统的设计方案.此仿真系统采用C/S架构,其中计算服务器端由Redhat Linux 7.3系统下Fortran 77与C语言混合编程设计而成,客户端(仿真主控端)在Windows XP系统下采用Delphi 6.0工具搭建.仿真结果表明,采用Linux和Windows操作系统通过TCP/IP协议组成的异构网络结构搭建高温气冷堆仿真系统是完全可行的.