5×5花瓣形燃料棒束组件内单相流动与换热特性数值模拟研究

相较于传统圆柱形燃料棒，花瓣形燃料棒具有安全裕量高等优点，研究其在压水堆运行工况下的热工水力特性具有重要意义。本文通过STAR-CCM+对5×5花瓣形燃料棒束组件进行数值模拟研究，计算并分析了组件内二次流速度、温度、换热系数等关键热工参数，获得了入口流速、螺旋节距对组件内部流动与换热特性的影响规律。计算结果表明：花瓣形燃料棒的螺旋结构可增强冷却剂的横向流动，同一高度上燃料棒表面温度分布具有周期性，增大入口流速可增强燃料棒的表面换热，消除温度分布的不均匀性。此外，螺旋节距大于750 mm，燃料棒换热性能与无扭转的燃料棒相差不大，甚至更低。