定位格架影响压水堆燃料组件内复杂两相流动特性的数值研究

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定位格架影响压水堆燃料组件内复杂两相流动特性的数值研究
在压水堆(PWR)中,燃料组件中所安装的定位格架对燃料组件起固定与支撑重要作用,同时对燃料组件的热工水力学性能具有重要影响。特别是带搅混翼片的定位格架,对冷却剂流动具有导向性的搅混翼片引起冷却剂在横向上的强烈搅混,将在很大程度上强化燃料组件与冷却剂间的对流换热。
然而,定位格架在增强搅混的同时也增加了压降。带搅混翼片格架的设计直接影响着燃料组件内两相流动的相分布特性;且这种相分布特性对燃料元件表面的DNB型沸腾临界有着显著影响。
本文对带格架燃料组件内的绝热两相流动开展CFD研究,分析钢凸、弹簧片和搅混翼片以及定位格架对燃料组件内两相流动特性的影响;包括对定位格架下游两相流动的流场、冷却剂横向搅混以及相分布特性的影响。研究结果表明,搅混翼片是定位格架产生搅混效应最主要的结构。
弹簧片和刚凸在定位格架内部对流体有一定的横向搅混作用,虽然其搅混效应远小于搅混翼片产生的搅混效果,但是影响格架下游区域的局部流场分布。对比弹簧片和刚凸所产生的扰动效应,弹簧片结构对流体的扰动效应较刚凸的搅混效应明显;同时,弹簧片导致的压降明显大于刚凸产生的压 ...

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关键词：数值研究 燃料组件 压水堆 CFD 水力学