900 MW压水堆一回路系统水锤特性研究

针对压水堆水力过渡过程,建立了三环路900 MW压水堆一回路系统水锤完整的数理模型及边界条件。采用特征线法,开发了FORTRAN水锤仿真程序,并对三泵并联在启动和切换工况下的水锤特性进行了数值研究。研究发现启动和切换过程中,发生2次流量突变、流向逆转、压差突变和振荡;流量突变和逆转均发生在阀门关闭支路,呈振荡衰减的波动趋势,最大倒流流量达1 370 m3/h;压差突变发生在后启动支路,压差振荡最大值达40kPa;并联泵启动方式决定倒流流量和压差突变大小。     

压水堆核电厂三回路停泵水锤数值模拟

应用停泵水锤的基本理论．建立了压水堆核电厂三回路水泵、泵出口阀、冷凝器和出水虹吸井等边界条件的数学模型．并采用特征线法进行求解结合工程实例计算说明．泵出口阀的关闭程序对水锤压力的影响较大．水泵出口采用两阶段关闭液控蝶阀可以有效减小停泵水锤压力．但其关闭程序应在水锤数值模拟分析的基础上优化确定。     

热工水力系统程序中数值水锤问题研究

基于两流体六方程的热工水力系统程序在计算蒸汽即将从控制体中消失或水即将充满控制体工况时,由于空泡份额较小的两相混合物和纯液相之间可压缩性的不连续变化以及离散动量方程的离散方法,可能会出现虚拟的压力峰值,即数值水锤现象。本文以热工水力系统分析程序RELAP5为参考对数值水锤问题的缓解方案进行了分析研究,给出了详细的检测逻辑以及修正方案,并应用于普赖尔管问题和冷凝实验工况的计算分析。结果显示,数值水锤缓解方案的启用能够缓解两流体程序中针对该类问题由于数值方法带来的压力瞬态效应,从而能够明显地降低压力峰值,避免了严重扭曲瞬态解的出现。数值水锤缓解方案减缓这一虚拟压力峰值,有利于提高程序计算的稳定性;针对该问题此方法可为同类型系统程序的开发及模型优化提供参考。      

秦山600MW核反应堆控制棒热态落棒实验模拟分析

本文详细分析了控制棒下落运动的受力情况，并建立了相应的数学模型，结合秦山60MW控制棒热态落棒验数据。对模型中的有关系数进行了拟合。用拟合的系数进行热态落棒数值模拟．模拟结果与实验结果吻合很好，验证了数学模型的正确性。为控制棒下落的机理分析和数值求解控制棒落俸提供了理论依据和求解方法。     

快堆钠回路水锤程序开发与应用

研究开发了快堆钠回路水锤分析专用程序WHA。该程序在一维特征线法（MOC）传统的压力波传播数学模型中补充了钠腔－气腔外边界模型,并采用气泡离散模型模拟低压液柱分离中的蒸汽穴的生成与溃灭。程序用FORTRAN90语言对快堆实验钠回路ESPRESSO中由于阀门的快速开启与关闭引起的压力波传播进行了分析计算。计算结果表明：将钠腔－气腔引入水锤压力波传播的数学模型进行程序计算的结果是合理的。     

核反应堆堆内金属反射层旁流分析方法研究

金属反射层铁水比高,需要确定其旁流份额,从而优化其结构设计、并为金属反射层温度场计算提供输入。采用计算流体动力学分析(CFD)数值模拟,计算堆内构件金属反射层的旁流份额,并对计算结果进行分析评价,与基于经验公式的分析方法及实验结果进行了对比。通过分析比较得出:CFD数值计算可模拟复杂流道结构,反映流场特征,计算结果有效。     

快堆钠回路水锤程序开发与应用

本文在基于一维特征线法（MOC）的传统的压力波传播的数学模型中补充和完善了钠腔-气腔外边界模型,同时采用了气泡离散模型模拟低压液柱分离形成的蒸汽穴的生成与溃灭。在此基础上编制了专用程序WHA,利用该程序对快堆实验钠回路中由于阀门的快速开启与关闭引起的压力波的传播进行了分析计算,计算结果的合理性表明了包括钠腔-气腔在内的水锤压力波传播的数学模型的有效性和程序计算的可行性。     

旋启式止回阀关阀水锤优化分析

建立了双泵并联给水系统数学物理模型,针对旋启式止回阀关闭过程中形成的水锤进行编程计算,分析作用在止回阀阀板上的力矩以及阻尼扭簧力矩对关阀水锤的影响。结果表明：在双泵并联给水系统中,旋启式止回阀在关闭时会产生明显水锤,作用在阀板上的力矩对水锤的作用效果有一定影响,选择合适的止回阀阀板材料以及加装合适的弹簧可有效缓解水锤危害。     

核反应堆冷却剂循环泵全流道三维数值模拟及性能预估

为实现核反应堆冷却剂循环泵（核主泵）的设计自主化及制造国产化,通过CFD数值模拟软件FLUENT,应用RNGk-ε湍流模型及SIMPLE算法对某核主泵进行全流道三维数值模拟,获得了在不同工况下的叶轮内部流动情况,分析了压力和速度分布规律,并进行了性能预估。结果表明,稳态工况下叶片的工作面与背面的压力分布与速度分布合理;泵段压力总体上由进口端至出水端呈递增趋势且在叶轮段出现最大值;在设计工况点得到了较为理想的泵效率与扬程值;随着流量的增加,核主泵的轴功率也逐步增加。模拟结果有助于认识核主泵在运转状态下的内部流场变化情况,为核主泵的国产化前期探索和理论研究提供支持。     

激光聚变爆推靶的数值模拟与理论解析研究

对爆推靶进行了一维和二维流体力学数值模拟研究以及氖的K线特征线数值模拟研究。研究结果表明,二路激光对打爆推靶出中子实验结果定量上符合得较好,数值计算结果与实验结果比较,各物理量也不同程度地符合。所得结果对实验设计以及实验结果的分析均有重要的参考价值。     

核动力装置安全壳内氢气扩散传播过程的三维非定常数值模拟

研究了对核能系统火灾安全具有重要意义的核动力装置安全壳内氢气的扩散传播过程，采用圆柱坐标下的三维非稳态数学模型研究了含阻挡物的半圆柱体密闭壳体下部氢气在浮力作用下的运动过程。     

快堆蒸汽发生器小泄漏下三维流场数值模拟

为了计算快堆蒸汽发生器小泄漏后钠水反应产物的传输扩散,对快堆壳管式蒸汽发生器内稳态钠流场进行了三维数值模拟,建立了蒸汽发生器内钠流场三维数值模型。管束对钠流的影响用分布阻力、体积多孔率、面渗透率来模拟,并根据横掠管束与纵掠管束的压力阻力关系式来关联管束的分布阻力。采用κ－ε湍流模型,壳和支撑板壁面采和壁面函数法来处理。模型计算压降与实验数据比较,二者吻合较好。     

反应堆管道系统水锤现象不利影响及防治措施研究进展

在核电反应堆及研究型反应堆系统中,水锤是一种较为常见的现象.反应堆循环水供水系统、蒸汽系统及其他辅助系统(如热阱)和水力测功系统等都曾发生过多起水锤现象.水锤现象往往伴随很响的锤击声,轻则引起相邻管道振动,重则导致结构性缺陷,造成管网漏液甚至供给中断,时刻威胁反应堆运行安全.本文调研了国内外水锤现象的研究现状及进展,重...     

快中子脉冲反应堆爆发脉冲时堆体应力分布的数值模拟

为分析爆发脉冲时堆体构件的应力响应,建立了基于中国第二号快中子脉冲堆(CFBR-Ⅱ堆)的一个二维模型。采用M．C(蒙特卡洛)方法计算了模型的相对中子注量分布,推导了代替动力学方程的热加载关系式,并将计算得到的中子注量分布与实测结果引入热加载关系式中,用有限元程序计算了已知热加载情况下的几种构件的应力分布。分析认为,由于该方法能准确描述模型的几何结构．并且计算中引入了实测结果,因此,对于结构复杂的模型其计算结果应比通常采用的耦合计算方法更为合理。     

球床模块堆停堆后自然对流传热特性数值研究

对冷却流体在球床模块堆内燃料颗粒填充区域中的流动和传热过程进行了研究.数值模拟突然停堆后燃料颗粒区在温差作用下的自然对流过程,分析了瑞利数Ra对燃料填充区域内流场、温度场和局部努塞尔数Nu以及壁面摩擦阻力系数的影响.计算结果表明:当球床模块堆突然停堆时燃料填充区域可形成加热壁面流体上升流动、冷却壁面下降流动的自然循环流动;随着Ra数增大,回流中心向上移动;沿轴向壁面局部Nusselt数和摩擦阻力系数存在极值,并且极值点随Ra数增大而向上移动;与氮气相比,氦气作为冷却介质停堆后具有更均匀的堆芯轴向温度分布.     

管道流体瞬态—水汽锤计算原理

文中介绍了核电站管道中流体瞬态——水汽锤的计算原理;既适用于液体介质的水锤计算,也适用于可压汽体的汽锤计算.对于一些典型管道部件的处理方法,文中也作了讨论。     

快堆组件数值模拟研究

为详细研究快堆组件棒束中的流动换热特性,本工作采用Fluent程序对169棒束快堆燃料组件进行三维数值模拟。结果表明,在流量为10.92~18.67 kg/s时,计算得到的压降与已公开发表文献结果的相对偏差小于3.41%。内子通道的相对温度升高,呈现出周期为1/3螺距的波动,内子通道的局部温度比子通道程序SUPERENERGY计算的结果更高。根据模拟计算结果可更为准确地预测棒束通道内的流动换热情况,为今后组件棒束热工水力学设计提供参考。