全结构的5×5定位格架及棒束通道的三维流场分析 被引量：6

1

作者 张小英 孙庆友 +2 位作者 乔磊 卢冬华 文青龙 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期104-111,共8页

研究燃料组件定位格架及棒束通道的流动特征对组件结构设计有重要意义.为此,以5×5燃料组件的全结构定位格架为研究对象,建立组件的三维几何模型及非结构化网格,并采用CFD程序对棒束通道的流动特征与燃料棒的传热特征进行仿真,研究... 研究燃料组件定位格架及棒束通道的流动特征对组件结构设计有重要意义.为此,以5×5燃料组件的全结构定位格架为研究对象,建立组件的三维几何模型及非结构化网格,并采用CFD程序对棒束通道的流动特征与燃料棒的传热特征进行仿真,研究定位格架上搅混翼、刚突、弹簧和条带对组件流场的影响.研究表明定位格架对燃料组件的流动搅混和传热有明显的增强,搅混翼对流场的扰动最显著,其下游的横流主要沿翼片伸张方向发展,扰流长度为格架高度的10倍以上;刚突和弹簧只在其结构部位产生局部横流,刚突的横流以自条带向凸沿发展,单弹簧结构的横流沿弹簧的弯曲方向,双弹簧结构只在与条带连接处有微弱横流. 展开更多

关键词 燃料组件 全结构定位格架 流动 传热 横流 计算流体动力学

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定位格架典型部件对5×5棒束通道内流场影响的数值研究 被引量：9

2

作者 田瑞峰 毛晓辉 王小军 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期41-45,共5页

采用数值方法对5×5定位格架棒束通道内三维流场进行了研究,以了解定位格架各典型部件对流场的不同影响。采用混合网格技术、SSTk-ω湍流模型,改进的速度-压力耦合算法SIMPLEC及并行算法技术求解雷诺时均的连续性方程、动量方程,得... 采用数值方法对5×5定位格架棒束通道内三维流场进行了研究,以了解定位格架各典型部件对流场的不同影响。采用混合网格技术、SSTk-ω湍流模型,改进的速度-压力耦合算法SIMPLEC及并行算法技术求解雷诺时均的连续性方程、动量方程,得到通道内各截面的速度场和压力场,并分析了格架各典型部件对流场的影响。结果表明:搅混叶片是产生横向速度的主要原因;弹簧和刚突对轴向速度和阻力系数有较大影响,其中,弹簧的影响更大;搅混叶片对轴向速度有掺合平均的作用。 展开更多

关键词 定位格架 三维流场 湍流模型 数值模拟 并行算法

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棒束定位格架内单相流体三维流场研究 被引量：13

3

作者 熊万玉 陈炳德 肖泽军 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期326-329,共4页

利用计算流体动力学(CFD)方法对带定位格架棒束内单相流体三维流场进行研究,以了解定位格架对流体流动的影响。用激光多普勒测速系统测量的实验数据对预测结果进行了校验,两者吻合较好。

关键词 定位格架 三维流场 计算流体动力学

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定位格架对4×4棒束临界热流密度流体模化的影响 被引量：4

4

作者 陈军 廖建如 +1 位作者 赵华 杨燕华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期1-5,共5页

基于棒束临界热流密度(CHF)流体模化研究现状,进行了 4×4 棒束 CHF流体模化的实验研究。实验结果表明:适用于圆管的CHF流体模化模型不再适用于 4×4 棒束,最后一道定位格架对 4×4 棒束在氟利昂 12中的 CHF有明显的影响,... 基于棒束临界热流密度(CHF)流体模化研究现状,进行了 4×4 棒束 CHF流体模化的实验研究。实验结果表明:适用于圆管的CHF流体模化模型不再适用于 4×4 棒束,最后一道定位格架对 4×4 棒束在氟利昂 12中的 CHF有明显的影响,表明定位格架对棒束 CHF流体模化有复杂的影响,需进一步研究。 展开更多

关键词 棒束 定位格架 临界热流密度 流体模化 氟利昂热工实验装置 定位格架

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带定位格架的5×5棒束通道内过冷沸腾流动传热数值研究 被引量：2

5

作者 杜利鹏 陈晓龙 +2 位作者 张鹏飞 张文超 金光远 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期679-685,共7页

基于流体体积函数(VOF)两相流模型,通过在控制方程中加入适当的质量源项和能量源项,建立了过冷沸腾模型,利用该模型对5×5定位格架棒束通道内的过冷沸腾现象进行数值模拟,研究了有无过冷沸腾现象2种工况下的传热特性以及入口速度、... 基于流体体积函数(VOF)两相流模型,通过在控制方程中加入适当的质量源项和能量源项,建立了过冷沸腾模型,利用该模型对5×5定位格架棒束通道内的过冷沸腾现象进行数值模拟,研究了有无过冷沸腾现象2种工况下的传热特性以及入口速度、入口过冷度等因素对燃料组件内传热特性的影响。结果表明:有过冷沸腾现象时流体的传热效果优于无过冷沸腾现象,在有过冷沸腾现象时,总体上通道内传热系数与入口速度呈正相关,与入口过冷度呈负相关;在局部区域,相变传热占据主导因素,过冷沸腾程度越强,流体的传热效果越好。 展开更多

关键词 流体体积函数 定位格架 过冷沸腾 传热 流速 入口过冷度

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棒束定位格架空泡份额分布特性实验研究 被引量：3

6

作者 王小军 陈炳德 +1 位作者 黄彦平 孙奇 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第2期110-113,131,共5页

带定位格架棒束通道内的空泡份额分布特性是反应堆热工水力特性研究的重要内容。对AFA 2G3× 3定位格架组成的棒束通道在空气 水两相流动工况下用RBI光学探针测得了通道内的横向空泡份额分布 ,分析了其横向分布的一般规律。结果表... 带定位格架棒束通道内的空泡份额分布特性是反应堆热工水力特性研究的重要内容。对AFA 2G3× 3定位格架组成的棒束通道在空气 水两相流动工况下用RBI光学探针测得了通道内的横向空泡份额分布 ,分析了其横向分布的一般规律。结果表明 ,定位格架结构 ,特别是交混叶片对定位格架附近区域两相流动和空泡份额分布特性有重要影响 ,从而为进一步研究棒束定位格架加热工况下两相流动特性 。 展开更多

关键词 棒束定位格架 空泡份额分布特性 反应堆 热工水力特性 两相流动

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压水堆棒束定位格架两相搅混特性数值研究 被引量：3

7

作者 陈曦 张虹 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1589-1594,共6页

本文提出一种CFD方法用于评价压水堆燃料棒束定位格架两相搅混特性。针对两种典型的定位格架,采用CFX12.0进行了空气-水两相流动的数值模拟,并与采用氟里昂工质开展的临界热流密度(CHF)实验进行对比。结果表明,CFD方法可初步应用于评价... 本文提出一种CFD方法用于评价压水堆燃料棒束定位格架两相搅混特性。针对两种典型的定位格架,采用CFX12.0进行了空气-水两相流动的数值模拟,并与采用氟里昂工质开展的临界热流密度(CHF)实验进行对比。结果表明,CFD方法可初步应用于评价格架下游汽泡的分布特性。 展开更多

关键词 CFD 定位格架 两相 搅混

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定位格架与子通道压力损失预测模型研究 被引量：1

8

作者 张玉相 席炎炎 +3 位作者 彭颖 李伟才 周跃民 赵华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期823-828,共6页

定位格架与子通道压力损失的准确预测对定位格架和压紧系统设计以及临界热流密度关系式开发有着至关重要的影响。本文通过对典型定位格架结构识别,研究了典型定位格架子通道划分依据,重点研究了定位格架压力损失与子通道压力损失之间的... 定位格架与子通道压力损失的准确预测对定位格架和压紧系统设计以及临界热流密度关系式开发有着至关重要的影响。本文通过对典型定位格架结构识别,研究了典型定位格架子通道划分依据,重点研究了定位格架压力损失与子通道压力损失之间的关系以及子通道内各设计特征,包括不同设计的弹簧、刚凸、搅混翼、导向翼、条带等引起的压力损失特点。通过对子通道内各设计特征进行合理简化与抽象,以经典水力学阻力结果为基础,等效为圆管内具有一定倾角的平板,从而建立了子通道压力损失预测模型,进而建立了定位格架压力损失预测模型。计算结果显示模型能准确预测试验值。 展开更多

关键词 定位格架 子通道 压力损失 预测模型

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超临界水冷反应堆内带定位格架的类三角形堆芯通道流动传热特性研究 被引量：1

9

作者 王为术 许鹏 +2 位作者 徐维晖 朱晓静 毕勤成 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期750-756,共7页

采用结构化多面体网格和商用CFD软件对反应堆堆芯棒径D=8 mm,栅距比P/D=1.4超临界水冷反应堆内带定位格架类三角形堆芯通道内超临界水流动与传热特性进行研究。研究结果表明:采用SSG湍流模型计算得出的内壁温度与实验数据吻合良好。定... 采用结构化多面体网格和商用CFD软件对反应堆堆芯棒径D=8 mm,栅距比P/D=1.4超临界水冷反应堆内带定位格架类三角形堆芯通道内超临界水流动与传热特性进行研究。研究结果表明:采用SSG湍流模型计算得出的内壁温度与实验数据吻合良好。定位格架会导致工质产生扰动,阻流片型定位格架比标准型定位格架对流体扰动影响大。定位格架可强化堆芯通道内超临界水传热,阻流片型定位格架末端强化换热能力要优于标准型定位格架。 展开更多

关键词 超临界水冷反应堆 类三角形子通道 定位格架 流动特征 传热特性

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SCWR类三角形通道超临界流动传热定位格架结构影响研究 被引量：1

10

作者 徐维晖 闫友志 +1 位作者 王为术 崔强 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期872-877,共6页

基于带定位格架类三角形子通道超临界水流动传热试验,数值研究了棒径为8 mm,栅距比为1.4的超临界水冷堆(Supercritical Water Cooled Reactor,SCWR)类三角形通道超临界流动传热定位格架结构影响,分析了同型定位格架典型结构参数和不同... 基于带定位格架类三角形子通道超临界水流动传热试验,数值研究了棒径为8 mm,栅距比为1.4的超临界水冷堆(Supercritical Water Cooled Reactor,SCWR)类三角形通道超临界流动传热定位格架结构影响,分析了同型定位格架典型结构参数和不同定位格架型式对堆芯通道超临界流动传热特性的影响规律。研究结果表明:定位格架可强化堆芯通道超临界水传热,同型格架本体厚度越大,压力损失越高,格架处壁面温度越低,局部换热能力越好,当增大格架本体厚度,弱化程度无明显差异;阻流片型定位格架下游局部换热能力提高显著,阻流片直径越大,上游压力越大,局部壁温越低,换热系数越高,增大阻流片直径可减小传热弱化区域大小,强化传热能力;不同定位格架型式对比研究发现交错叶片型弱化区域最大,阻流片型定位格架弱化区域最小,阻流片型定位格架具有最佳的传热强化效果。 展开更多

关键词 超临界水冷堆(SCWR) 定位格架 类三角形 传热特性 数值研究

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带定位格架的类三角形子通道内超临界水流动传热数值研究

11

作者 徐维晖 侯彦亮 +1 位作者 王为术 马自强 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期27-33,共7页

针对超临界反应堆类三角形子通道的传热和流动特性,数值研究了不同栅距比定位格架作用下子通道内超临界水的流动传热特性、二次流及流动阻力特性。研究结果表明:定位格架对子通道内超临界水的换热影响显著;不同栅距比下的壁面温度、换... 针对超临界反应堆类三角形子通道的传热和流动特性,数值研究了不同栅距比定位格架作用下子通道内超临界水的流动传热特性、二次流及流动阻力特性。研究结果表明:定位格架对子通道内超临界水的换热影响显著;不同栅距比下的壁面温度、换热系数的轴向分布都具有相同的趋势,定位格架附近壁面温度下降,换热系数上升;定位格架下游壁面温度分布不均匀,且不均匀程度随栅距比减小而更加明显;定位格架下游截面形成四个对称旋涡,栅距比较小时,二次流强度较大;不同栅距比堆芯子通道流动阻塞率不同,流动阻力随栅距比减小而增大。 展开更多

关键词 定位格架 类三角形子通道 栅距比 超临界水 数值研究

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定位格架弹性约束对燃料棒振动特性的影响 被引量：8

12

作者 王玺 陈力奋 +2 位作者 钱浩 谢永诚 姚伟达 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期165-170,共6页

反应堆燃料组件中的燃料棒和控制棒,受冷却液的环境激励和多个定位格架的支承约束,在流致振动分析中一般将其简化为在流场作用下的多跨连续梁。首先根据燃料棒的实际运行工况,将定位格架对燃料棒的支承简化为平面的弹性约束;然后应用多... 反应堆燃料组件中的燃料棒和控制棒,受冷却液的环境激励和多个定位格架的支承约束,在流致振动分析中一般将其简化为在流场作用下的多跨连续梁。首先根据燃料棒的实际运行工况,将定位格架对燃料棒的支承简化为平面的弹性约束;然后应用多跨连续梁振动理论,建立了弹性约束的等效线刚度与燃料棒一阶固有频率的关系,并根据实测的单棒固有频率识别定位格架弹性约束的等效刚度系数;通过与Ansys数值解的对比,表明提出的基于多跨连续梁振动理论的格架等效刚度识别方法是合理而有效的。在此基础上,进行了弹性约束下燃料棒的固有振动特性分析。 展开更多

关键词 核燃料棒 定位格架 等效刚度 多跨连续梁

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新型定位格架夹持结构的力学特性研究 被引量：6

13

作者 任全耀 陈杰 +7 位作者 赵瑞瑞 雷涛 郑美银 彭园 秦勉 李建伟 蒲曾坪 陈平 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2411-2417,共7页

定位格架夹持结构是保证燃料棒横向与轴向定位的关键。为进一步提高燃料组件中子经济性、简化定位格架生产流程,本文设计了一种可直接从格架条带上冲制而成的拱形且带小刚性凸起的弹簧结构,与刚凸组成新型定位格架夹持系统。针对设计的... 定位格架夹持结构是保证燃料棒横向与轴向定位的关键。为进一步提高燃料组件中子经济性、简化定位格架生产流程,本文设计了一种可直接从格架条带上冲制而成的拱形且带小刚性凸起的弹簧结构,与刚凸组成新型定位格架夹持系统。针对设计的夹持结构,进行了单条带弹簧、单条带刚凸及格架栅元夹持结构的力学性能试验,获得了弹簧、刚凸、栅元内夹持结构的进程形变量-载荷曲线和回程形变量-载荷曲线,并分析了各结构在100%与120%名义形变量下的载荷、永久形变量等力学性能数据。结果表明:新型全锆夹持结构在名义形变量附近具有较好的力学稳定性;格架栅元夹持结构与单条带弹簧试验所得力学性能相近,表明单条带试验具有较高的代表性和可靠性。 展开更多

关键词 定位格架 夹持结构 力学特性 弹簧 刚凸

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NHR200-Ⅱ定位格架整体承载能力试验研究 被引量：5

14

作者 吴先洋 蒋跃元 +2 位作者 王鼎渠 申腾 徐曼琼 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2015年第3期424-433,共10页

定位格架力学性能是格架设计的重要研究内容,NHR200-Ⅱ型格架在NHR200-Ⅰ型格架的基础上进行了较多的结构优化改进。为获取该型格架整体强度与刚度力学性能参数,通过在相应的试验台架上对多组该型格架样品进行了力学性能试验,包括该格... 定位格架力学性能是格架设计的重要研究内容,NHR200-Ⅱ型格架在NHR200-Ⅰ型格架的基础上进行了较多的结构优化改进。为获取该型格架整体强度与刚度力学性能参数,通过在相应的试验台架上对多组该型格架样品进行了力学性能试验,包括该格架的对边、对角载荷-变形试验,和格架整体屈曲试验。试验结果表明:NHR200-Ⅱ型格架设计满足燃料组件的设计要求,其相关力学性能优于NHR200-Ⅰ型格架。 展开更多

关键词 燃料组件 定位格架 承载能力

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环形通道内定位格架对超临界水传热的影响 被引量：3

15

作者 许多挺 李虹波 +2 位作者 杨珏 赵萌 顾汉洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期832-835,共4页

定位格架对棒束内流动传热具有极重要的影响,目前定位格架对超临界水传热的影响仍无相应的试验数据。本文基于上海交通大学完成的超临界水在环形通道内的对流传热试验,评价了传统定位格架对下游传热系数衰减关联式的适用性。试验结果表... 定位格架对棒束内流动传热具有极重要的影响,目前定位格架对超临界水传热的影响仍无相应的试验数据。本文基于上海交通大学完成的超临界水在环形通道内的对流传热试验,评价了传统定位格架对下游传热系数衰减关联式的适用性。试验结果表明,定位格架的面积阻塞比对格架下游传热系数衰减规律有很大影响;在超临界压力与次临界压力条件下,定位格架下游传热系数衰减规律也有较大的差异。 展开更多

关键词 定位格架 超临界水 流动传热 衰减

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定位格架对再淹没传热的影响 被引量：3

16

作者 陈明星 许国华 贾桂英 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第5期29-36,共8页

采用21根束棒元件研究定位格架对再淹没传热的影响。测量了元件壁温、塌陷液位、液体夹带的瞬态变化过程,研究了流道外壳温度对再湿速度的影响。试验表明,再淹没过程中,定位格架下游的元件表面温度明显下降,骤冷前,定位格架下游的传热... 采用21根束棒元件研究定位格架对再淹没传热的影响。测量了元件壁温、塌陷液位、液体夹带的瞬态变化过程,研究了流道外壳温度对再湿速度的影响。试验表明,再淹没过程中,定位格架下游的元件表面温度明显下降,骤冷前,定位格架下游的传热系数比上游高,特定工况下,可高出70%,定位格架对传热的影响程度随试验参数及距骤冷前沿位置的不同而不同;影响范围约为100至150mm。试验的参数范围为:入口欠热度为15～80℃;初始壁温400～610℃;入口淹没率15～60mm/s;加热功率0～0.25kW/m;系统压力为常压。 展开更多

关键词 定位格架 轻水堆 再淹没 传热系数

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定位格架下游湍流特性测量研究 被引量：3

17

作者 曲文海 陈仕龙 +1 位作者 黄慧剑 熊进标 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1129-1137,共9页

在子通道雷诺数为6600、13200、26400和39600下,使用粒子成像测速仪对5×5棒束分流型交混翼定位格架下游横向和纵向流动进行测量。平均速度和湍流脉动速度均方根的实验结果最大不确定度低于1%的主流平均速度。格架下游二次流结构经... 在子通道雷诺数为6600、13200、26400和39600下,使用粒子成像测速仪对5×5棒束分流型交混翼定位格架下游横向和纵向流动进行测量。平均速度和湍流脉动速度均方根的实验结果最大不确定度低于1%的主流平均速度。格架下游二次流结构经历了交混翼脱落涡结构耗散、剪切产生双涡结构、双涡结构向单涡结构的转变及单涡结构沿程衰减过程,横向平均速度和湍流脉动速度均方根沿程变化均受涡结构演进影响。格架近场湍流统计量迅速衰减;格架远场湍流统计量缓慢衰减,流动趋于光棒束充分发展流动。横向流动受雷诺数效应和格架交混效应共同影响。 展开更多

关键词 定位格架 子通道交混 折射率补偿 粒子成像测速仪

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定位格架对铅铋堆燃料组件热工水力影响的数值研究 被引量：1

18

作者 张宇扬 陆道纲 +2 位作者 王孝天 曹琼 李臻 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1158-1166,共9页

铅铋合金(LBE)作为冷却剂的快堆是第四代核能系统的主要堆型之一。燃料组件的定位格架是燃料棒束的定位结构,同时对燃料组件的热工水力性能也有重要的影响。本研究首先对板翼型格架组件的热工水力特性进行数值模拟,并通过与实验对比,验... 铅铋合金(LBE)作为冷却剂的快堆是第四代核能系统的主要堆型之一。燃料组件的定位格架是燃料棒束的定位结构,同时对燃料组件的热工水力性能也有重要的影响。本研究首先对板翼型格架组件的热工水力特性进行数值模拟,并通过与实验对比,验证了模拟方法的有效性;其次对板翼型、双翼型、单板型三种定位格架组件的热工水力特性进行了数值模拟。结果表明:流经不同格架造成LBE的最高温度位置不同,双翼型、单板型格架组件LBE温度分布更为均匀;格架的翼和板(翼)的中间区域会使对LBE温度均匀起到一定作用的横向速度叠加抵消,单板型格架无此情况;对于格架造成的局部压降,单板型格架阻力系数最小。综合考虑,单板型格架组件的热工水力性能最佳。 展开更多

关键词 铅铋合金(LBE) 定位格架 冷却剂通道 热工水力

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压水堆燃料棒束新型定位格架的数值分析 被引量：1

19

作者 梁好玉 武俊梅 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2018年第2期200-208,共9页

定位格架是反应堆燃料组件中较为重要的部分,带搅混叶片的AFA-2G/3G定位格架具有良好的支撑燃料棒束和强化棒束通道换热的性能,但结构复杂,加工难度大。设计一种制造工艺相对简单的带有矩形涡旋发生器(longitudinal vortex generators,L... 定位格架是反应堆燃料组件中较为重要的部分,带搅混叶片的AFA-2G/3G定位格架具有良好的支撑燃料棒束和强化棒束通道换热的性能,但结构复杂,加工难度大。设计一种制造工艺相对简单的带有矩形涡旋发生器(longitudinal vortex generators,LVGs)的新型定位格架,研究当此种定位格架用于5×5的燃料棒束时的热工水力特性。主要采用标准k-ε湍流模型和增强型壁面函数处理方法,分析雷诺数和LVGs攻角对流体换热的影响。结果表明:由LVGs产生的二次流扩散到下游区域并对燃料棒的边界层产生扰动,增强换热;60°和45°攻角的矩形涡旋发生器(RLVGs)的换热效果几乎相同,但60°攻角RLVGs的阻力和压降较大。本研究对这种新型燃料组件的工程设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 燃料组件 定位格架 涡旋发生器 CFD

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棒束通道内定位格架搅混特性PIV可视化研究 被引量：9

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作者 李兴 谭思超 +2 位作者 祁沛垚 米争鹏 何宇豪 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期654-662,共9页

定位格架作为燃料组件中重要的组成部件之一,不仅在结构上固定燃料棒,而且在燃料组件内热工水力性能同样显著,特别是对工质的搅混性能直接关系到反应堆的经济性和安全性,因此有必要对燃料组件内定位格架搅混特性进行研究。本文通过粒子... 定位格架作为燃料组件中重要的组成部件之一,不仅在结构上固定燃料棒,而且在燃料组件内热工水力性能同样显著,特别是对工质的搅混性能直接关系到反应堆的经济性和安全性,因此有必要对燃料组件内定位格架搅混特性进行研究。本文通过粒子图像测速(PIV)技术开展了棒束通道内定位格架上下游流场的可视化研究,对比了有无格架棒束通道内流场的分布特征,定量分析了定位格架对棒束通道流场搅混的贡献。对不同流速下定位格架下游横纵速度的沿程变化特性进行研究,发现了不同流速作用下定位格架对横向、轴向速度的促进和抑制规律。另外,通过速度均方根对下游的湍流特性进行了评估。实验结果可为数值计算提供全场的数据验证,并可为定位格架设计和优化提供基础。 展开更多

关键词 燃料组件 定位格架 搅混特性 PIV技术 流场

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