流量分配裙对反应堆流动特性影响的试验研究

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作者 孟洋 廖恒基 +9 位作者 张嘉琪 丁雷 姜达郁 王盛 胡俊 杨祖毛 幸奠川 姜林 沈凯 眭曦 《核科学与工程》 北大核心 2025年第3期400-409,共10页

第三代压水反应堆在下腔室布置新型流量分配裙结构,用于优化反应堆内部流动特性。研究安装流量分配裙和不安装流量分配裙时的反应堆流动阻力系数、堆芯入口流量分配因子和下腔室交混因子,进行定量对比分析,为反应堆热工水力设计和安全... 第三代压水反应堆在下腔室布置新型流量分配裙结构,用于优化反应堆内部流动特性。研究安装流量分配裙和不安装流量分配裙时的反应堆流动阻力系数、堆芯入口流量分配因子和下腔室交混因子,进行定量对比分析,为反应堆热工水力设计和安全分析提供试验依据。试验结果表明:安装流量分配裙后反应堆入出口总阻力系数降低约1.4%;流量分配裙在各种环路运行工况下均能够改善堆芯入口流量分配,回路运行环路数越少改善效果越明显;安装流量分配裙后下腔室流动交混剧烈程度明显降低。 展开更多

关键词 流量分配裙 整体水力模拟 阻力系数 流量分配 下腔室交混

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二维下腔室稳态流场降阶模型开发

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作者 商贺 彭敏俊 +2 位作者 夏庚磊 张世琦 朱世杰 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第10期2319-2331,共13页

计算流体力学(CFD)程序基于三维Navier-Stokes(N-S)方程组,可实现三维尺度的模拟。但CFD模拟通常需要较长的计算时间,难以实现快速计算,限制了其应用场景。本文采用本征正交分解(POD)方法和稀疏网格理论,构建了二维压力容器下腔室稳态... 计算流体力学(CFD)程序基于三维Navier-Stokes(N-S)方程组,可实现三维尺度的模拟。但CFD模拟通常需要较长的计算时间,难以实现快速计算,限制了其应用场景。本文采用本征正交分解(POD)方法和稀疏网格理论,构建了二维压力容器下腔室稳态流场的非侵入式降阶模型。降阶模型的输入为下腔室两个入口的冷却剂质量流量,输出为下腔室速度场分布。基于稀疏网格理论,通过运行全阶CFD下腔室模型生成快照矩阵,并拟合POD系数与降阶模型输入参数之间的映射关系。在测试集上对构建的降阶模型进行测试,结果表明:所构建的降阶模型可以快速得到不同入口流量下的流场分布数据,且精度满足仿真要求。由于降阶模型仅涉及矩阵代数运算,其计算速度远高于全阶CFD模型,拓宽了CFD的应用范围,有望应用于多尺度耦合、数字孪生等对计算速度要求较高的场景。 展开更多

关键词 POD 稀疏网格 降阶模型 下腔室

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秦山核电站二期反应堆堆芯流量分配数值分析 被引量：15

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作者 张曙明 李华奇 +3 位作者 赵民富 陈玉宙 杨夷 卫光仁 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2010年第4期299-307,共9页

获得可靠的堆芯入口流量分配数据是改善压水堆堆芯热工水力性能的需要。应用计算流体力学方法研究了反应堆压力壳内复杂的流动现象,得到了秦山核电站二期600 MW反应堆1/4整体水力模型的堆芯入口流量分配状况,并对下腔室几何结构、冷管... 获得可靠的堆芯入口流量分配数据是改善压水堆堆芯热工水力性能的需要。应用计算流体力学方法研究了反应堆压力壳内复杂的流动现象,得到了秦山核电站二期600 MW反应堆1/4整体水力模型的堆芯入口流量分配状况,并对下腔室几何结构、冷管段入口流量等影响因素进行了敏感性研究。分析结果表明,双环路工况入口流量对堆芯入口流量分配影响较小;与双环路工况相比,单环路运行工况时流动特性显著变化,导致流量分配状况差异较大;堆芯入口流量再分配因子为0.05,与原型设计参数吻合。计算结果证实所采用研究方法有效,可为相关反应堆工程设计验证提供依据。 展开更多

关键词 反应堆堆芯 下腔室 流量分配 计算流体力学

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反应堆压力容器下腔室交混特性的数值模拟方法研究 被引量：8

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作者 眭曦 朱勇辉 +5 位作者 方颖 陈景雅 臧金光 王盛 卓文彬 潘登 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期286-291,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 下腔室 交混特性 数值模拟

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压水堆堆内进口环腔及下腔室中冷却剂三维流动的数值模拟 被引量：11

5

作者 姚朝晖 沈孟育 王学芳 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 1996年第3期229-234,共6页

压水堆堆内进口环腔及下腔室内流动现象异常复杂，深入了解该现象对于进行可靠的反应堆堆内构件的设计及安全性分析具有重要的指导作用。目前国内外对下腔内流动机理的研究较多，但对于环腔内流动特性的研究则几乎没有。本文采用求解全... 压水堆堆内进口环腔及下腔室内流动现象异常复杂，深入了解该现象对于进行可靠的反应堆堆内构件的设计及安全性分析具有重要的指导作用。目前国内外对下腔内流动机理的研究较多，但对于环腔内流动特性的研究则几乎没有。本文采用求解全三维Ｎ－Ｓ方程的有限体积法和两方程ＲＮＧＫ－ε湍流模式对压水堆环腔及下腔内三维冷却剂流动进行了数值模拟，结果发现，从环腔进口到堆芯内壳之间间隙减小，但压力剧升；在环腔水平面内存在着沿整个圆周的系列涡流；在环腔轴向，则存在系列涡柱，这些涡柱到达下腔室后慢慢混合均匀。这些现象的发现对于压水堆的结构设计具有指导作用。 展开更多

关键词 压水堆 环腔 下腔室 数值模拟 RNG K-ε湍流模式

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秦山二期核电厂反应堆下腔室交混特性CFD分析研究 被引量：3

6

作者 毛辉辉 卢川 +1 位作者 张宏亮 何培峰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期47-50,共4页

运用CFD方法对秦山二期核电厂反应堆下腔室的冷却剂流动及交混特性进行了计算分析,并与反应堆整体水力模拟试验结果进行对比。结果显示:对于堆芯入口流量分配特性,无论采用迎风差分格式还是高精度差分格式,CFD计算结果均与试验结果符合... 运用CFD方法对秦山二期核电厂反应堆下腔室的冷却剂流动及交混特性进行了计算分析,并与反应堆整体水力模拟试验结果进行对比。结果显示:对于堆芯入口流量分配特性,无论采用迎风差分格式还是高精度差分格式,CFD计算结果均与试验结果符合较好;对于下腔室交混特性,两种差分格式的计算结果均与试验结果差异较大,相对而言,迎风格式的计算结果在最大与最小交混因子方面与试验结果更接近。进一步分析发现,是否考虑主泵引起的螺旋流动很可能是造成计算与试验结果偏差的主要原因。 展开更多

关键词 CFD方法 反应堆 下腔室 交混

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压水堆下腔室流量分布数值分析 被引量：4

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作者 罗磊 章德 +1 位作者 陈文振 陈志云 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第B09期187-191,共5页

建立了压水堆下腔室流场的三维数值计算模型,计算了不同环腔厚度和环腔内冷却剂速度条件下,下腔室内冷却剂的流场,分析了环腔厚度和环腔内冷却剂速度对下腔室流向堆芯的流量分布的影响。入口速度不同或环腔厚度不同,在下腔内冷却剂流动... 建立了压水堆下腔室流场的三维数值计算模型,计算了不同环腔厚度和环腔内冷却剂速度条件下,下腔室内冷却剂的流场,分析了环腔厚度和环腔内冷却剂速度对下腔室流向堆芯的流量分布的影响。入口速度不同或环腔厚度不同,在下腔内冷却剂流动形成漩涡的位置、大小和流动速度均会发生改变,导致通过流量孔板通孔的流量分布不同。入口速度较低时,流量孔板上所有通孔的流量分布比较均匀,在平均值附近波动,流量最高的通孔小组出现在边缘处;入口速度较高时,流量明显地呈现出中心高边缘低的特点。通孔小组的流量最大值随着环腔厚度增加由孔板的中心向边缘移动。 展开更多

关键词 下腔室 计算流体力学软件 流量分布

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压水反应堆下腔室流动特性数值模拟分析 被引量：5

8

作者 郭超 魏超 +2 位作者 田欣鹭 万霞 李铁萍 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期353-358,共6页

压水反应堆冷却剂在下腔室内的流动间接影响着堆芯功率分布的变化,为了掌握某新型反应堆下腔室设计的内部冷却剂流动特性并获取重要的流动参数数据,采用ANSYS WORKBENCH建立了下腔室原型结构的三维全尺寸计算模型,利用计算流体力学程序... 压水反应堆冷却剂在下腔室内的流动间接影响着堆芯功率分布的变化,为了掌握某新型反应堆下腔室设计的内部冷却剂流动特性并获取重要的流动参数数据,采用ANSYS WORKBENCH建立了下腔室原型结构的三维全尺寸计算模型,利用计算流体力学程序CFX对冷却剂在下腔室内的流动过程进行了数值模拟,获得了最佳估算流量条件下的下腔室内部流场和压力场分布,以及下腔室出口区域的流量分配以及典型结构的压降。计算结果表明该反应堆下腔室的冷却剂出口流量整体分配均匀,但呈现从中心区域到边缘区域的缓慢衰减;内部冷却剂流动导致的最大压力出现在四个径向支承块位置;下腔室内部典型结构的流动阻力大小依次为二次支承组件,均流板和堆芯支承下板。 展开更多

关键词 反应堆下腔室 流场 数值模拟

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水平加速条件下矩形通道内冷却剂温度与流场分析

9

作者 罗磊 陈文振 +1 位作者 陈志云 郝建立 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期662-666,共5页

运用流体计算软件模拟计算和分析了处于船用反应堆某处的矩形冷却剂通道在随船体水平加速运动时冷却剂的温度和流场,考虑了由于船体加速运动而引起的流量孔板流量分配的变化对矩形通道入口速度的影响。计算结果表明,在船体的水平加速度... 运用流体计算软件模拟计算和分析了处于船用反应堆某处的矩形冷却剂通道在随船体水平加速运动时冷却剂的温度和流场,考虑了由于船体加速运动而引起的流量孔板流量分配的变化对矩形通道入口速度的影响。计算结果表明,在船体的水平加速度较大时,通道出口冷却剂的温度与流场的变化很大,但持续时间较短。 展开更多

关键词 下腔室 矩形通道 水平加速

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摇摆条件下矩形通道内冷却剂温度与流场分析

10

作者 陈志云 陈文振 +1 位作者 罗磊 郝建立 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期299-304,共6页

运用流体计算软件模拟计算和分析了处于船用反应堆某处的矩形冷却剂通道在随船体摇摆运动时冷却剂的温度和流场。在计算过程中,考虑了由于船体摇摆运动而引起的流量孔板流量分配的变化对矩形通道入口速度的影响。由计算结果发现,在船体... 运用流体计算软件模拟计算和分析了处于船用反应堆某处的矩形冷却剂通道在随船体摇摆运动时冷却剂的温度和流场。在计算过程中,考虑了由于船体摇摆运动而引起的流量孔板流量分配的变化对矩形通道入口速度的影响。由计算结果发现,在船体摇摆过程中,通道内冷却剂温度和流场是由船体运动而造成的通道入口冷却剂平均流速变化和通道随船体摇摆共同作用的结果。当通道入口冷却剂平均流速变化较大时,通道内冷却剂温度和流场的变化主要体现了冷却剂流量变化;而当通道入口冷却剂平均流速变化较小时,通道随船体摇摆对冷却剂温度和流场的影响明显。 展开更多

关键词 下腔室 矩形通道 摇摆

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压水堆下腔室流场对堆芯流场和温度场影响数值分析 被引量：5

11

作者 罗磊 陈文振 +1 位作者 郝建立 王鑫华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第B09期236-239,共4页

利用三维数值模拟,对不同环腔厚度和环腔内冷却剂速度条件下,下腔室内冷却剂流场进行了计算。在此基础上,对压水堆流量孔板冷却剂流量的分配情况进行了分析,并找出了通过流量孔板通孔小组的冷却剂流量与平均流量的最小偏差。分别计算了... 利用三维数值模拟,对不同环腔厚度和环腔内冷却剂速度条件下,下腔室内冷却剂流场进行了计算。在此基础上,对压水堆流量孔板冷却剂流量的分配情况进行了分析,并找出了通过流量孔板通孔小组的冷却剂流量与平均流量的最小偏差。分别计算了最小偏差条件下与平均流量条件下,堆芯内板状燃料元件周围冷却剂的流场和温度场。发现由环腔厚度或环腔内冷却剂速度不同而引起的下腔室流场分布不均匀,对堆芯内冷却剂流场和温度场影响较大。 展开更多

关键词 下腔室 堆芯 数值分析

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高温气冷堆下联箱热气混合的数值模拟和几何优化

12

作者 王航 E.Laurien 王捷 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1457-1463,共7页

高温气冷堆下联箱用于混合温度不均的堆芯出口气体。已有研究显示,当前下联箱设计方案的气体混合能力尚待提高,由其导致的压力损失则需进一步降低。本文采用数值模拟方法,并对比实验数据,讨论了适用于下联箱几何优化的网格类型和网格规... 高温气冷堆下联箱用于混合温度不均的堆芯出口气体。已有研究显示,当前下联箱设计方案的气体混合能力尚待提高,由其导致的压力损失则需进一步降低。本文采用数值模拟方法,并对比实验数据,讨论了适用于下联箱几何优化的网格类型和网格规模,通过合并原有的肋片状流道以及扩展热气导管起始端,对下联箱的几何形状进行了优化,并通过对比不同优化方案选出了兼具提升气体混合率和减小压力损失的改进方案。本文的研究结果可为高温气冷堆下联箱的改进设计提供参考依据。 展开更多

关键词 下联箱 高温气冷堆 混合 优化 数值模拟

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