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带格架燃料组件内复杂流动和传热特性的数值模拟研究
在压水堆中,带定位格架燃料组件内部的湍流行为和传热性能对燃料组件的热工水力性能和堆芯热工安全有着非常重要的影响。由于实验研究的成本高且研究周期长等因素,针对带格架燃料组件的热工水力性能数值模拟研究正受到广泛关注。
本文基于大型压水堆开式棒束燃料组件的结构形式,针对带格架的5?5棒束开展复杂流动及传热特性的CFD数值模拟研究。本文综合分析了几种不同湍流模型对复杂结构内的湍流流动计算结果的影响,并确定了适合于当前复杂定位格架结构以及热工边界条件下的湍流模型。
为了充分考虑燃料组件中复杂的定位格架结构对流动及传热的影响,针对真实的定位格架几何结构,提出了一种适用于复杂结构的网格构建方法。用于CFD计算的定位格架网格包含弹簧片、刚突及搅混翼片在内,且得到的网格质量较优。
通过比较本文的CFD计算结果及实验研究结果,两者很好吻合。同时,本文深入研究了定位格架的搅混翼片对棒束通道内的流动及传热的影响,发现带定位格架燃料组件的标准化努塞尔数(Normalized Nusselt Number)在沿着流动的方向逐渐减小,在大约z/Dh=18.0后标准化 ...

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关键词：燃料组件 数值模拟 Number normal 结构形式