CEFR冷阱结构设计改进及热工水力分析

冷阱是中国实验快堆(CEFR)运行过程中的重要设备之一,在净化反应堆系统中的冷却剂钠、保证反应堆安全稳定运行等方面起着重要作用。而目前CEFR现有冷阱在使用过程中存在着杂质沉降效率低,易造成冷阱堵塞而使冷阱更换频繁等问题,对CEFR的长期稳定运行非常不利。分析冷阱出现的问题,可能有两方面原因:一是钠在冷阱中的流动路径不合理,易造成区域的堵塞;二是在丝网密度和布置方面,没有采用分区布置也容易使杂质沉积在外层而堵塞流道。针对这两方面的原因,本文提出了现有冷阱的改进方案,从结构设计和水力学两方面来改善冷阱内钠中杂质的沉降模式,达到延长冷阱运行寿命的目的。改进方案主要是将丝网区内筒孔封闭约1/3,并在丝网上部支撑板上开两排导流孔,以改进流场;同时将丝网分成上、中、下3个区域布置,每个区域的丝网采用不同的密度,以满足杂质从冷阱底部开始逐渐沉积的要求。通过对该方案三维建模与数值分析,并与CEFR现有冷阱的分析结果进行比较发现,改进冷阱流场分布更为合理,丝网的布置也更能符合杂质沉积的要求,后续将与CEFR的实际运行工况做进一步的比较研究。