作者单位
摘要
南华大学 核科学技术学院衡阳 421001
铅铋冷却环形燃料组件具有许多安全性优势,但在其运行过程中由于铅铋冷却剂的腐蚀作用,易发生堵流事故而导致传热恶化,从而危及第一道屏障的完整性,为此,亟须开展铅铋快堆环形燃料组件堵流事故研究。建立5×5单盒环形燃料组件模型,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件Fluent对内外通道不同堵塞面积、堵块厚度,以及堵块轴向位置下的堵流工况进行模拟分析,分析了内外包壳温度分布、堵块附近流场的轴向速度分布、通道质量流量变化、堵塞处燃料元件径向温度分布以及热量分配,并与正常工况下计算结果进行对比。结果表明:随堵塞面积增加,堵塞区域包壳温度显著上升,回流区域范围扩大,燃料芯块最高温度点位置向堵块侧偏移,堵块侧热流密度减小;当堵塞份额较大时,随堵块厚度增加,各参数变化与上述结论类似;堵块位于入口处时包壳局部温升较堵块位于中心处时更小;且随堵塞面积、厚度的增加以及堵块位置向活性区入口的不断靠近,内通道流量损失程度明显增大,而外通道流量几乎不受影响,因此,内通道发生堵流事故时危害更为严重。
铅铋快堆 环形燃料 堵流事故 计算流体力学 Lead-bismuth cooled fast reactor Annular Fuel Flow blockage accidents Computational fluid dynamics 
核技术
2023, 46(11): 110602
作者单位
摘要
1 海军研究院北京 100071
2 西安交通大学 能源与动力工程学院西安 710049
在压水堆冷却剂丧失事故(Loss-of Coolant Accident,LOCA)中,处于高温条件下的燃料棒由于棒内压力过高,可能导致包壳发生鼓胀。包壳形变会造成堆芯局部流道堵塞,进而影响失水事故再淹没阶段的堆芯换热。然而,大多数系统分析程序都是基于假设的流道堵塞率来模拟事故进程,导致模拟结果与实际情况不符合。本文将已开发的燃料棒热-力行为分析模块(Fuel Rod Thermal-Mechanical Behavior,FRTMB)集成在自主开发的严重事故分析程序ISAA(Integrated Severe Accident Analysis Code)中,通过改进已有的流道堵塞模型,使其能够模拟由于燃料棒形变导致的冷却剂流量变化。最后,使用ISAA-FRTMB模拟QUENCH-LOCA-0实验,通过对比包壳峰值温度,验证改进的流道堵塞模型的正确性和有效性,并在此基础上研究包壳形变对堆芯换热以及后续事故进程的影响。
流道堵塞 热-力行为 包壳峰值温度 QUENCH-LOCA-0 Flow blockage Thermal-mechanical behavior Peak cladding temperature QUENCH-LOCA-0 
核技术
2023, 46(7): 070606
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
压力管嵌入式燃料部件内冷却剂管道间不存在横向交混,若燃料辐照肿胀或碎片进入冷却管道内,容易引发堵流事故,造成局部冷却条件恶化,使燃料烧毁。考虑到次临界能源包层流动路径长、方向弯曲等特点,针对入口堵流事故提出一种多尺度热工模拟方法,通过RELAP5程序给计算流体力学(CFD)软件提供边界条件,对核功率密度最高的燃料部件入口处第一排单根流道部分堵塞和全部堵塞工况进行数值模拟,分析事故条件下燃料热工安全特性。结果表明:第一排单根流道部分堵塞时燃料温度仍满足安全限值,而全部堵塞时峰值温度将超过燃料相变温度限值。
燃料温度 燃料部件 流道堵塞 计算流体力学 fuel temperature plate-type fuel component flow blockage computational fluid dynamics 
强激光与粒子束
2015, 27(9): 096003

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