研究堆跟随燃料组件抗落棒冲击寿命考验研究

在跟随燃料组件抗落棒冲击荷载研究的基础上,对跟随燃料组件抗落棒冲击进行了寿命考验研究,其内容包括跟随燃料组件抗落棒冲击寿命考验前的完整性检查,300次抗落棒冲击寿命考验,以及寿命考验后的完整性检查.研究结果表明:控制棒可移动线圈驱动线上的跟随燃料组件设计和结构合理,使用寿命能够满足设计要求;跟随燃料组件在设计寿期内不影响整个驱动线的性能,其可靠性良好.     

球床中传热与流动数值模拟研究

针对球床中气固两相传热与流动过程,建立了考虑Forchheimer阻力以及孔隙率分布的多孔介质计算模型。计算表明,Da固定时,随着Ra的增加Nuavg随之显著上升。有效热导率是球床的重要参数,改进后的ZBS模型与实验结果一致,在高温堆正常运行工况下(≈900℃)辐射传热起主导作用。随着球床加热功率的升高以及气体压力的降低,气体流动传热强度逐渐降低。     

棒束定位格架两相CFD模拟方法研究

考虑气泡合并分裂,采用MUSIG模型,对3×3格架内空气-水两相分布进行计算流体力学(CFD)数值模拟研究发现,计算对入口两相分布预计不敏感,但对气泡直径大小敏感;在定位格架下游不远处,空泡份额分布由较小直径气泡起主导作用,格架下游较远处,空泡份额分布由较大直径气泡起主导作用。考虑空气-水两相流量、几何条件和压力对气泡直径的影响,本文提出针对棒束定位格架的数值模拟气泡最大直径设置关系式,并对模型选取和模拟方法给出建议。计算表明空泡份额分布曲线形状与峰值均和实验符合较好,该模拟方法能合理预测复杂通道两相数值分布。     

水力驱动控制棒步进缸三维流场数值模拟

应用计算流体力学程序CFX5对水力驱动控制棒步进缸内部的三维流场进行了计算和分析。结果表明：步进缸内大部分区域流体流速较小,压力较高,且变化不大,发生明显变化的部位主要分布在步进缸底部水管入口及截面突变处、内外套对孔处和排气孔处。     

低温核供热堆流动特性分析

实验研究在5MW核供热反应堆模拟热工水力学实验回路HRTL-5上进行。分析计算基于带有质量,蒸汽质量,能量及动量守恒方程的一维两相流漂移模型。给出了在不同系统压力,进口过冷度及热流密度条件下的稳态和动态分析结果。研究结果表明:加热段中的过冷沸腾及上升段中的闪蒸对空泡份额分布及流动稳定性有重要影响,特别是在低压条件下;在相当宽的两相流条件下,加热段中只发生过冷沸腾;对于沸水设计工况的5MW低温堆,其堆芯出口温度尚未达到饱和。描述了两相流振荡机理,即“零阻降”机理。在进     

10MW高温气冷反应堆堆底结构中的气体流动模拟试验

在1:1.5相似模拟试验台架上进行了10MW试验高温气冷反应堆堆底结构中的气体流动试验,其目的之一是研究堆底流道及热气导管的冷却剂热混合性能。描述了试验台架和试验情况,并给出了主要试验结果。结果表明,所设计的堆底反射层中的流道结构具有很好的冷却剂热混合性能,在热气导管出口处,温度混合程度达98％以上,而冷却剂的热分布均匀程度超过了99％。     

5MW供热试验堆上空腔小破口失水事故模拟实验研究

本文给出了位于上空腔的中小尺寸管道破裂或安全阀意外开启引起的小破口失水事故实验研究。在实验中研究了系统压力、温度、空泡份额的变化和总失水量。结果表明总失水量约为初始装水量的百分之二十。这种事故对于清华大学核能研究所建造的低温供热堆是安全的。     

低干度自然循环两相流动系统的静态分岔特性

基于一维两相四方程漂移流模型，采用数值模拟的方法对5MW低温核供热堆热工模拟回路（HTRL-5）的自然循环进行模拟，分析在自然循环系统中存在的分岔特性及其参数效应。结果表明：在一定条件下低干度自然循环两相流动系统存在静态分岔现象，并且静态分岔点出现在特征曲线的切点上；当压力高到一定程度或热流密度小到一定程度系统的分岔点消失。     

摇摆条件下一体化反应堆模拟回路冷态流动特性研究

对一体化全功率自然循环反应堆实验回路进行冷态摇摆实验,并应用非惯性参考系流动模型进行理论分析。结果表明,摇摆引起回路各段流体波动,波动周期与摇摆周期相同,加热段内的流体没有通过上升段进入换热器,未形成类似自然循环的流动;冷态摇摆时流量波动大小取决于回路结构、阻力大小、摇摆轴位置和摇摆角加速度,减小分流段长度能有效抑制波动;流量波动与摇摆角度间的相位差与回路的结构参数相关,其大小正比于摇摆频率,反比于回路阻力系数。     

HTR-10堆芯球流运动的唯象学DEM模拟

清华大学研发的10 MW高温气冷堆（HTR-10）是国际上重要的先进实验反应堆,球流运动的研究具有基础性地位。通过唯象的方法对HTR-10堆芯的球流运动进行了离散元数值模拟,通过已由实验验证的计算程序,采用与HTR-10堆芯1∶1的计算模型,计算了27 000个元件单元的运动,包括不同摩擦系数f和不同底部锥角A下的球流运动。结果表明：在HTR-10堆芯设计条件下,球流运动较均匀,堆芯底部不存在滞留区;f越大或A越大,堆芯球流越均匀,表现出更好的整体性向下运动;当f达到0.8上限时,HTR-10堆芯球流依然保持了整体性运动,底部无任何被滞留的球。本工作对进一步优化球床式高温气冷堆堆芯设计具有重要意义。