基于四方程模型的LBE环管湍流换热数值研究

为计算液态铅铋（LBE）在环管内不同加热环境下的湍流换热,基于开源计算流体力学程序OpenFOAM开发了四方程模型求解器4eqnFoam。将LBE在平板和圆管内的预测结果与直接数值模拟结果和实验结果进行对比,验证了求解器的有效性。基于该求解器,分别计算了LBE在外壁绝热内壁加热以及内外壁面等热流加热环管内不同雷诺数下的湍流换热量。结果表明：随着雷诺数的增加,两种加热条件下的无量纲温度脉动、雷诺热流、湍流热扩散作用增大,而平均湍流普朗特数减小;当雷诺数增加到一定程度时,平均湍流普朗特数变化不明显。基于4eqnFoam求解器,可为计算LBE热工水力现象提供更多参考。     

有机工质反应堆燃料组件物理计算及堆芯设计

有机工质堆芯因其特有的优势可用于移动核动力反应堆.本工作在以三联苯(C18 H14)为冷却剂和慢化剂的基础上,设计石墨慢化的有机工质反应堆(ONR)堆芯燃料组件,采用蒙特卡罗程序研究了石墨棒束对组件物理特性的影响,并分析了ONR组件的反应性控制特性.计算得到不同石墨棒数下ONR燃料组件中子能谱、每次裂变平均释放的能量、每次裂变释放的中子数、组件相对释放能量、keff、功率峰因子、冷却剂和石墨中能量沉积份额,以及可燃毒物和控制棒的微分价值.研究结果对ONR堆芯功率的设计和优化有一定的参考价值.     

铅铋冷却快堆含绕丝燃料组件子通道程序开发与验证

由于铅铋冷却剂流动传热现象的复杂性,准确计算铅铋冷却含绕丝燃料组件的冷却剂和包壳温度是液态金属冷却快堆燃料组件热工分析的重点。本文基于集总参数法对守恒方程进行求解,开发了适用于铅铋冷却快堆的子通道分析程序,对液态铅铋在棒束燃料组件中的摩擦阻力模型、湍流交混模型和对流换热模型进行了适用性分析,并对7棒束大涡模拟和19棒束含绕丝传热实验进行了对比验证。结果表明：包壳和冷却剂温度的最大相对误差低于5%。程序能较好完成铅铋冷却含绕丝燃料组件的热工水力计算,可为铅铋冷却快堆设计提供支持。